JP5814660B2 - Charging member and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真装置に用いられる帯電部材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a charging member used in an electrophotographic apparatus and a manufacturing method thereof.

電子写真装置に用いられる導電性ローラに代表される導電性部材は、一般に導電性の軸芯体と、その外周に設けられた導電層とを有している。そして、該導電層は通常、バインダー樹脂と該バインダー樹脂に分散されている導電剤とを含有している。ここで、導電層の電気抵抗を比較的容易に下げることができる導電剤として、導電性の金属酸化物粒子等の電子導電剤が知られている。しかしながら、電子導電剤で導電化した導電層は、当該導電層中における電子導電剤の分散状態によって電気抵抗が大きく変動することがある。導電層の電気抵抗のバラツキを抑え、品質の安定した導電性部材を得るためには、導電層を構成するバインダー樹脂に対して良好な分散性を有する電子導電剤が求められていた。   A conductive member typified by a conductive roller used in an electrophotographic apparatus generally has a conductive shaft core and a conductive layer provided on the outer periphery thereof. The conductive layer usually contains a binder resin and a conductive agent dispersed in the binder resin. Here, electronic conductive agents such as conductive metal oxide particles are known as conductive agents that can lower the electrical resistance of the conductive layer relatively easily. However, the electrical resistance of a conductive layer made conductive with an electronic conductive agent may vary greatly depending on the dispersion state of the electronic conductive agent in the conductive layer. In order to suppress the variation in electric resistance of the conductive layer and obtain a conductive member having stable quality, an electronic conductive agent having good dispersibility with respect to the binder resin constituting the conductive layer has been demanded.

特許文献1には、低抵抗で、樹脂への均一分散性に優れた無機粉末として、無機粉末の表面に、イオン導電性を有するスルホン酸基をシランカップリング処理にて導入した導電性の無機粉末が開示されている。   Patent Document 1 discloses a conductive inorganic material in which a sulfonic acid group having ionic conductivity is introduced into the surface of an inorganic powder by silane coupling treatment as an inorganic powder having low resistance and excellent uniform dispersibility in a resin. A powder is disclosed.

特開平10−007932号公報JP-A-10-007932

本発明者らは、特許文献1に係る導電性の無機粉末を用いて導電化した導電層を備えた導電性部材について検討した。その結果、当該無機粉末は、バインダー樹脂への分散性に優れており、また、導電層の電気抵抗を安定化させる効果が認められた。しかしながら、近年の電子写真装置の使用環境の多様化に伴って、帯電部材に対しても、電気抵抗の環境依存性のより一層の低減が必要であるとの認識を本発明者らは得た。   The present inventors examined a conductive member provided with a conductive layer made conductive using the conductive inorganic powder according to Patent Document 1. As a result, the inorganic powder was excellent in dispersibility in the binder resin, and an effect of stabilizing the electric resistance of the conductive layer was recognized. However, with the diversification of the usage environment of electrophotographic apparatuses in recent years, the present inventors have recognized that it is necessary to further reduce the environmental dependency of electrical resistance for charging members. .

具体的には、常温常湿(例えば、温度25℃、相対湿度50%)環境においては適度な電気抵抗値を示すものの、低温低湿(例えば、温度15℃、相対湿度10%)環境においては、電気抵抗値が上昇してしまう場合が多い。   Specifically, although it exhibits an appropriate electrical resistance value in a normal temperature and normal humidity (for example, temperature 25 ° C., relative humidity 50%) environment, in a low temperature and low humidity (for example, temperature 15 ° C., relative humidity 10%) environment, The electrical resistance value often increases.

そこで、本発明の目的は、電気抵抗値の環境依存性が小さく、多様な環境下でも安定して高品位な電子写真画像を形成することのできる帯電部材の提供にある。また、本発明の他の目的は、多様な環境の下でも安定して高品位な電子画像を形成し得る電子写真装置の提供にある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a charging member in which the electrical resistance value is less dependent on the environment and can stably form a high-quality electrophotographic image even in various environments. Another object of the present invention is to provide an electrophotographic apparatus capable of stably forming a high-quality electronic image even under various environments.

本発明は、導電性の軸芯体と導電層とを有している帯電部材であって、該導電層は、バインダー樹脂と導電性粒子を含み、該導電性粒子はその表面にイオン交換基と式(1)で示される分子鎖ユニットを有し、該イオン交換基および式(1)で示される分子鎖ユニットが、該導電性粒子の母体となる粒子の表面の反応性官能基との反応によって該導電性粒子の表面に形成されたものであることを特徴とする帯電部材である。 The present invention relates to a charging member having a conductive shaft body and a conductive layer, the conductive layer including a binder resin and conductive particles, and the conductive particles are formed on the surface of the ion exchange group. And the molecular chain unit represented by the formula (1), and the ion exchange group and the molecular chain unit represented by the formula (1) are in contact with the reactive functional group on the surface of the particle serving as the base of the conductive particle. A charging member formed on the surface of the conductive particles by reaction .

Figure 0005814660
Figure 0005814660

式(1)において、nは1以上の整数である。   In formula (1), n is an integer of 1 or more.

また本発明は、以下の工程を含む導電性の軸芯体と導電層とを有している帯電部材の製造方法である。
〔1〕イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)、および、上記(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)を含む材料の混合物を調製し、該混合物の層を軸芯体の外周に形成する工程、次いで、〔2〕該混合物を反応させ硬化させて導電層を形成する工程。
Moreover, this invention is a manufacturing method of the charging member which has the electroconductive axial core body and conductive layer containing the following processes.
[1] A compound (A) having an ion exchange group, a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1), and particles (C) reactive with the above (A) and (B) Preparing a mixture of the materials to be included and forming a layer of the mixture on the outer periphery of the shaft core; and [2] forming the conductive layer by reacting and curing the mixture.

更に本発明は、以下の工程を含む導電性の軸芯体と、導電層とを有している帯電部材の製造方法である。
〔1〕イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)、および、上記(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)を含む材料を混合し、反応させて導電性粒子を調製する工程、次いで、〔2〕該導電性粒子とバインダー樹脂を含む材料の混合物を調製し、該混合物の層を軸芯体の外周に形成する工程、次いで、〔3〕該混合物を硬化させて導電層を形成する工程。
Furthermore, this invention is a manufacturing method of the charging member which has the electroconductive axial core body containing the following processes, and a conductive layer.
[1] A compound (A) having an ion exchange group, a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1), and particles (C) reactive with the above (A) and (B) Step of preparing conductive particles by mixing and reacting the materials to be included, and then [2] preparing a mixture of materials including the conductive particles and a binder resin, and forming a layer of the mixture on the outer periphery of the shaft core body And [3] curing the mixture to form a conductive layer.

本発明によれば、電気抵抗値の環境依存性が小さく、多様な環境下でも安定して高品位な電子写真画像を形成することのできる帯電部材を得ることができる。また、本発明によれば、多様の環境の下で安定して高品位な電子写真画像を形成し得る電子写真装置を得ることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a charging member that is less dependent on the environment of the electrical resistance value and can stably form a high-quality electrophotographic image even in various environments. In addition, according to the present invention, an electrophotographic apparatus capable of stably forming high-quality electrophotographic images under various environments can be obtained.

本発明の帯電ローラの概略構成図を示す。The schematic block diagram of the charging roller of this invention is shown. 本発明の帯電ローラの概略構成図を示す。The schematic block diagram of the charging roller of this invention is shown. 本発明の帯電ローラを用いた電子写真装置の概略図を示す。1 is a schematic view of an electrophotographic apparatus using a charging roller of the present invention. 本発明の帯電ローラを用いたプロセスカートリッジの概略図を示す。1 is a schematic view of a process cartridge using a charging roller of the present invention. 本発明の帯電ローラの概略構成図を示す。The schematic block diagram of the charging roller of this invention is shown.

本発明の帯電部材が前記効果を発現する理由は、式(1)で示される分子鎖ユニットをイオン交換基の近傍に有することで、イオン交換基のカウンターイオンが安定して解離できるためであると推定している。イオン交換基とカウンターイオンは、イオン結合により結合している。式(1)で示されるユニットの酸素原子は、これらのイオン交換基またはカウンターイオンに電子を供与することが可能である。それにより、イオン交換基とカウンターイオンのイオン結合力を低め、カウンターイオンが解離しやすくなる。   The reason why the charging member of the present invention exhibits the above effect is that the counter ion of the ion exchange group can be stably dissociated by having the molecular chain unit represented by the formula (1) in the vicinity of the ion exchange group. It is estimated. The ion exchange group and the counter ion are bonded by an ionic bond. The oxygen atom of the unit represented by the formula (1) can donate electrons to these ion exchange groups or counter ions. Thereby, the ion binding force between the ion exchange group and the counter ion is lowered, and the counter ion is easily dissociated.

<帯電部材>
以下にローラ形状の帯電部材である帯電ローラによって本発明を詳細に説明する。図1に、本発明の帯電ローラの概略構成図を示す。101が導電性の軸芯体、102が導電層である。また、図2に示すように導電層が202および203のように複層になっていてもよい。さらに、図5に示すように導電層502および503上に帯電ローラとしての機能を付加する表面層504を有していてもよい。
<Charging member>
The present invention will be described in detail below with a charging roller that is a roller-shaped charging member. FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of the charging roller of the present invention. 101 is a conductive shaft core, and 102 is a conductive layer. In addition, as shown in FIG. 2, the conductive layer may be a multilayer such as 202 and 203. Furthermore, as shown in FIG. 5, a surface layer 504 that adds a function as a charging roller may be provided on the conductive layers 502 and 503.

〔導電性の軸芯体〕
導電性の軸芯体は、軸芯体を介して帯電ローラの表面に給電するために導電性を有する。
[Conductive shaft core]
The conductive shaft core body has conductivity in order to supply power to the surface of the charging roller through the shaft core body.

〔導電層〕
導電層は、バインダー樹脂と、導電性粒子とを含むものである。図2及び図5に示すように導電層が複数の場合、少なくとも、いずれかの層がバインダー樹脂と導電性粒子とを含むものであればよい。また、全ての層がバインダー樹脂と導電性粒子とを含むものであってもよい。
[Conductive layer]
The conductive layer contains a binder resin and conductive particles. When there are a plurality of conductive layers as shown in FIGS. 2 and 5, at least one of the layers only needs to include a binder resin and conductive particles. Moreover, all the layers may contain binder resin and electroconductive particle.

導電層の構造としては、以下の二つの形態が例示できる。「第一の形態」としては、導電性粒子の母体となる粒子(C)と、イオン交換基を有する化合物(A)と、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)とを、混合し、粒子と両化合物を反応させ、その反応生成物によって導電層を形成したものである。この第一の形態においては、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物が、バインダー樹脂を兼ねる。また、上記成分のほかに、必要に応じて上記成分と反応可能な第三成分を加えてもよい。第一の形態においては、導電性の発現に不要な成分を最小限に抑えることが可能であり、化合物(A)および化合物(B)の混合比等の設計自由度が高いという利点がある。「第二の形態」は、予め母体となる粒子の表面に、イオン交換基および式(1)で示される分子鎖ユニットを結合させた導電性粒子を調製し、この導電性粒子をバインダー樹脂と混合して、導電層を形成する形態である。   Examples of the structure of the conductive layer include the following two forms. As the “first form”, particles (C) serving as a base of conductive particles, a compound (A) having an ion exchange group, and a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1) Are mixed, the particles are reacted with both compounds, and a conductive layer is formed by the reaction product. In the first embodiment, the compound having a molecular chain unit represented by the formula (1) also serves as a binder resin. Moreover, you may add the 3rd component which can react with the said component other than the said component as needed. In the first embodiment, it is possible to minimize the components unnecessary for the expression of conductivity, and there is an advantage that the degree of freedom in design such as the mixing ratio of the compound (A) and the compound (B) is high. In the “second form”, conductive particles in which ion exchange groups and molecular chain units represented by the formula (1) are bonded to the surface of the base particle in advance are prepared, and the conductive particles are combined with a binder resin. In this mode, a conductive layer is formed by mixing.

Figure 0005814660
Figure 0005814660

式(1)において、nは1以上の整数である。   In formula (1), n is an integer of 1 or more.

(導電性粒子)
導電性粒子はその表面にイオン交換基と式(1)で示される分子鎖ユニットを有する粒子である。このような導電性粒子は、例えば、イオン交換基を有する化合物(A)と、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)とを、化合物(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)と反応させることによって、調製することができる。尚、上記成分のほかに、必要に応じて上記成分と反応可能な第三成分を加えてもよい。
(Conductive particles)
The conductive particle is a particle having an ion exchange group and a molecular chain unit represented by the formula (1) on the surface thereof. Such conductive particles react, for example, a compound (A) having an ion exchange group and a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1) with the compounds (A) and (B). It can be prepared by reacting with particles (C) having properties. In addition to the above components, a third component capable of reacting with the above components may be added as necessary.

(粒子(C))
前記の粒子(C)は、導電性粒子の母体となる粒子である。母体となる粒子は、導電層のバインダー樹脂、イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)に対して溶融、溶解せず、安定であることが求められる。以上の特性を満たすことができれば無機化合物、有機化合物を問わず、いかなる材料であってもよい。
(Particle (C))
The particle (C) is a particle that becomes a base of conductive particles. The base particles are stable without melting and dissolving in the binder resin of the conductive layer, the compound (A) having an ion exchange group, and the compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1). Is required. Any material may be used regardless of whether it is an inorganic compound or an organic compound as long as the above characteristics can be satisfied.

無機化合物としては、シリカ、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化亜鉛等の金属酸化物が挙げられる。有機化合物としては、樹脂粒子が挙げられる。具体的には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、スチレン樹脂、フッ素系樹脂、フェノール樹脂等の樹脂粒子が挙げられる。   Examples of inorganic compounds include metal oxides such as silica, titanium oxide, aluminum oxide, and zinc oxide. Examples of the organic compound include resin particles. Specifically, resin particles such as an acrylic resin, a urethane resin, a styrene resin, a fluorine resin, and a phenol resin can be used.

母体となる粒子の粒径は、必要な分散性を確保するため、0.05μm以上30μm以下が好ましい。また、粒子表面において、多数の化合物(A)および化合物(B)が反応できるように、比表面積が大きいことが好ましい。比表面積は50m/g以上であることが好ましい。50m/g以上であると、化合物(A)および化合物(B)を多数結合することができ、かつ、化合物(A)および化合物(B)の結合比を調整する幅が広くなり、帯電部材が様々な環境に対応可能となる。 The particle size of the base material is preferably 0.05 μm or more and 30 μm or less in order to ensure necessary dispersibility. Moreover, it is preferable that a specific surface area is large so that many compounds (A) and a compound (B) can react on the particle | grain surface. The specific surface area is preferably 50 m 2 / g or more. When it is 50 m 2 / g or more, a large number of the compounds (A) and the compounds (B) can be bonded, and the range for adjusting the bonding ratio of the compounds (A) and the compounds (B) is widened. Can be used in various environments.

母体となる粒子は、その表面の反応性官能基が、化合物(A)および化合物(B)と反応し、結合する。しかし、母体となる粒子の材質により粒子表面に十分な数の反応部を有していない場合、粒子表面が反応性に乏しい場合がある。このような場合、反応を効率的に進めるために、母体となる粒子には、表面処理を施し、反応点を反応性の高い官能基に置き換える、また、反応性の高い官能基を増やすことが好ましい。母体となる粒子の表面処理の方法は、公知の方法を用いることが可能であるが、化合物(A)および化合物(B)との反応性の観点から、様々な官能基が導入できるカップリング剤処理が好ましい。   The reactive functional group on the surface of the particles serving as a base reacts with the compound (A) and the compound (B) to be bonded. However, when the surface of the particle does not have a sufficient number of reaction parts due to the material of the base particle, the particle surface may be poor in reactivity. In such a case, in order to advance the reaction efficiently, the base particle may be subjected to a surface treatment to replace the reactive site with a highly reactive functional group, or to increase the highly reactive functional group. preferable. A known method can be used as a method for surface treatment of the base particles, but a coupling agent capable of introducing various functional groups from the viewpoint of reactivity with the compound (A) and the compound (B). Treatment is preferred.

カップリング剤は、化合物(A)および化合物(B)の末端の反応部と効率的に反応できるものを選択する。例えば、化合物(A)および化合物(B)の反応部がエポキシ基である場合には、アミノ基を有するカップリング剤により処理する。一般的には、様々な反応部と効率的に反応できることから、アミノ基、エポキシ基、メルカプト基、イソシアネート基を有するカップリング剤で処理することが好ましい。カップリング剤は、様々なカップリング剤が使用可能であるが、シランカップリング剤が好適に用いられる。具体的には、アミノ基を有するカップリング剤としては以下のものが挙げられる。N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン。エポキシ基を有するカップリング剤としては以下のものが挙げられる。2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン。メルカプト基を有するカップリング剤としては、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランが挙げられる。イソシアネート基を有するカップリング剤としては、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランが挙げられる。   The coupling agent is selected so that it can efficiently react with the terminal reaction part of the compound (A) and the compound (B). For example, when the reaction part of a compound (A) and a compound (B) is an epoxy group, it processes with the coupling agent which has an amino group. Generally, it is preferable to treat with a coupling agent having an amino group, an epoxy group, a mercapto group, or an isocyanate group because it can efficiently react with various reaction units. Although various coupling agents can be used as the coupling agent, a silane coupling agent is preferably used. Specifically, the following are mentioned as a coupling agent which has an amino group. N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane. Examples of the coupling agent having an epoxy group include the following. 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycid Xylpropyltriethoxysilane. Examples of the coupling agent having a mercapto group include 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. Examples of the coupling agent having an isocyanate group include 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.

(化合物(A))
イオン交換基を有する化合物(A)は、イオン交換基である末端と反対の末端に反応性の官能基を有するものである。イオン交換基としてはスルホン酸基、ホスホン酸基、カルボキシル基、第四級アンモニウム塩基が挙げられる。導電性粒子の添加量が少なくても導電層の電気抵抗値を所望の値にできることから、イオン交換基は、第四級アンモニウム塩基またはスルホン酸基であることがより好ましい。
(Compound (A))
The compound (A) having an ion exchange group has a reactive functional group at the terminal opposite to the terminal which is an ion exchange group. Examples of ion exchange groups include sulfonic acid groups, phosphonic acid groups, carboxyl groups, and quaternary ammonium bases. It is more preferable that the ion exchange group is a quaternary ammonium base or a sulfonic acid group because the electric resistance value of the conductive layer can be set to a desired value even when the amount of conductive particles added is small.

化合物(A)の反応性の官能基は、母体となる粒子(C)との反応を容易に行わせるものである。母体となる粒子表面の官能基と容易に反応し、強固に結合するものを用いることが好ましい。例えば、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、イソシアネート基、水酸基、塩素等が挙げられる。化合物(A)は、導電層を形成するバインダー樹脂および導電性粒子の合計100質量部に対して0.2質量部以上15質量部以下、添加することが好ましい。この範囲であると必要な導電性を発現できる。このようなイオン交換基を有する化合物としては、グリシジルトリメチルアンモニウム、クロロメチルスルホン酸、4−アミノメチルベンゼンスルホン酸、クロロメチルホスホン酸、アミノメチルホスホン酸、コリンクロリド等を挙げることができる。   The reactive functional group of the compound (A) makes it easy to react with the parent particle (C). It is preferable to use a material that easily reacts with a functional group on the particle surface as a base and bonds firmly. For example, an epoxy group, an amino group, a mercapto group, an isocyanate group, a hydroxyl group, chlorine, etc. are mentioned. Compound (A) is preferably added in an amount of 0.2 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the binder resin and conductive particles forming the conductive layer. Necessary electrical conductivity can be expressed within this range. Examples of the compound having such an ion exchange group include glycidyltrimethylammonium, chloromethylsulfonic acid, 4-aminomethylbenzenesulfonic acid, chloromethylphosphonic acid, aminomethylphosphonic acid, choline chloride and the like.

(化合物(B))
式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)は、このユニットを有し、かつ、末端に反応性を有する官能基をもつものであればいかなるものであってもよい。導電層の構造が第一の形態の場合においては、バインダー樹脂としての効果を兼ねることができる。化合物(B)としては、例えば、分子鎖中にポリエチレングリコール由来のユニットを有する化合物が挙げられる。式(1)中のnは、1以上であればよいが、9以下であることが好ましい。nが9以下であると結晶性が強くなりすぎないため、導電性を発現しやすい。導電層中に占める式(1)のユニットの比率は、5質量%以上80質量%以下であることが好ましい。この範囲であると結晶性が高くなりすぎることなく、導電性を適度にコントロールすることが可能である。より好ましくは、20質量%以上60質量%以下である。
(Compound (B))
The compound (B) having the molecular chain unit represented by the formula (1) may be any compound as long as it has this unit and has a reactive functional group at the terminal. In the case where the structure of the conductive layer is the first form, it can also serve as an effect as a binder resin. Examples of the compound (B) include compounds having units derived from polyethylene glycol in the molecular chain. N in the formula (1) may be 1 or more, but is preferably 9 or less. When n is 9 or less, the crystallinity does not become too strong, so that conductivity is easily developed. The proportion of the unit of formula (1) in the conductive layer is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less. Within this range, the conductivity can be appropriately controlled without the crystallinity becoming too high. More preferably, it is 20 mass% or more and 60 mass% or less.

化合物(B)における反応性の官能基は、母体となる粒子の表面の官能基と容易に反応し、強固に結合するものを用いることが好ましい。また、式(1)で示される分子鎖ユニットの両末端に反応性の高い官能基を有することが好ましい。これにより、化合物(A)の両末端において母体となる粒子(C)と結合することも可能となり、導電層の強度を高めることができる。好ましい官能基としては、例えば、エポキシ基、アミノ基、メルカプト基、イソシアネート基、水酸基、塩素等が挙げられる。   As the reactive functional group in the compound (B), it is preferable to use a reactive functional group that easily reacts with the functional group on the surface of the base particle to bond strongly. Moreover, it is preferable to have a highly reactive functional group at both ends of the molecular chain unit represented by the formula (1). Thereby, it becomes possible to couple | bond with the particle | grains (C) used as a base | substrate in the both ends of a compound (A), and can raise the intensity | strength of a conductive layer. Preferred functional groups include, for example, epoxy groups, amino groups, mercapto groups, isocyanate groups, hydroxyl groups, chlorine and the like.

前述の構造を考慮に入れると、特に好ましい化合物(B)としては、両末端にエポキシ基を有するポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、両末端にアミノ基を有する2、2−(エチレンジオキシ)ビスエチルアミン、両末端に水酸基を有するポリエチレングリコール等が挙げられる。   Taking the above structure into consideration, particularly preferred compounds (B) include polyethylene glycol diglycidyl ether having an epoxy group at both ends, 2,2- (ethylenedioxy) bisethylamine having an amino group at both ends, Examples include polyethylene glycol having hydroxyl groups at both ends.

(バインダー)
導電層の構造が前記第二の形態である場合において、バインダーは、ゴム、エラストマー、樹脂等いずれであってもよい。ゴムとしては、具体的には以下のものを例示することができる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、クロロプレン(CR)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、シリコンゴム、ウレタンゴム、エピクロロヒドリンゴム。エラストマーとしては、具体的には以下のものを例示することができる。ブタジエン樹脂(RB);ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−スチレンエラストマー(SBS)、スチレン−酢酸ビニル共重合体等のポリスチレン系高分子材料;ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン系高分子材料;ポリエステル系高分子材料;ポリウレタン系高分子材料;アクリル系樹脂、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体等のアクリル系高分子材料;PVC、RVC等の熱可塑性エラストマー。また、これらの1種又は2種以上を組み合わせた混合物であっても良い。樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が用いられる。具体的には、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
(binder)
In the case where the structure of the conductive layer is the second form, the binder may be any of rubber, elastomer, resin and the like. Specific examples of the rubber include the following. Ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), polybutadiene, natural rubber, polyisoprene, styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene (CR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), silicone rubber, urethane rubber, epichlorohydride Rubber. Specific examples of the elastomer include the following. Butadiene resin (RB); polystyrene-based polymer materials such as polystyrene, styrene-butadiene-styrene elastomer (SBS), styrene-vinyl acetate copolymer; polyolefin-based polymer materials such as polyethylene (PE) and polypropylene (PP); Polyester polymer materials; Polyurethane polymer materials; Acrylic polymer materials such as acrylic resins and butadiene-acrylonitrile copolymers; Thermoplastic elastomers such as PVC and RVC. Moreover, the mixture which combined these 1 type (s) or 2 or more types may be sufficient. As the resin, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin is used. Specifically, urethane resin, fluorine resin, silicone resin, acrylic resin, polyamide resin, and the like can be given.

〔表面層〕
帯電ローラには必要に応じて表面層を設けることができる。表面層は、帯電ローラとして必要な機能性を満たす為に、例えば汚れの防止を目的として設けられる。表面層の材料としては、公知の材料を使用可能であるが、例えば、バインダー、導電剤、粗し剤、絶縁性の無機微粒子からなるものが挙げられる。
[Surface layer]
The charging roller can be provided with a surface layer as required. The surface layer is provided for the purpose of preventing dirt, for example, in order to satisfy the functionality required for the charging roller. As the material for the surface layer, known materials can be used, and examples thereof include a binder, a conductive agent, a roughening agent, and insulating inorganic fine particles.

バインダーとしては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂が用いられる。具体的には、ウレタン樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。導電剤としては、本発明の効果を阻害しない範囲で、カーボンブラック、グラファイト、導電性酸化チタン、導電性酸化錫の導電性金属酸化物等の導電性粒子、または前記導電性の粒子を他の粒子と複合化した導電性粒子等が使用できる。また、本発明の導電層を構成する樹脂粒子を使用することもできる。これらの導電性粒子を表面層中に適宜量分散させることにより、所望の電気抵抗値とすることができる。   As the binder, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin is used. Specifically, urethane resin, fluorine resin, silicone resin, acrylic resin, polyamide resin, and the like can be given. As the conductive agent, conductive particles such as carbon black, graphite, conductive titanium oxide, and conductive metal oxide of conductive tin oxide, or the conductive particles may be used as long as the effects of the present invention are not impaired. Conductive particles combined with particles can be used. Moreover, the resin particle which comprises the electrically conductive layer of this invention can also be used. A desired electrical resistance value can be obtained by appropriately dispersing these conductive particles in the surface layer.

粗し剤は、帯電部材の表面に微小な凹凸を形成することができ、帯電均一性の向上を図ることができる。表面の微小な凹凸は特にDC帯電方式には有効である。粗し材としては、ウレタン系微粒子やシリコーン系微粒子、アクリル系微粒子などの高分子化合物からなる微粒子を用いることが好ましい。   The roughening agent can form minute irregularities on the surface of the charging member, and can improve the charging uniformity. Fine irregularities on the surface are particularly effective for the DC charging method. As the roughening material, it is preferable to use fine particles made of a polymer compound such as urethane fine particles, silicone fine particles, and acrylic fine particles.

〔帯電部材の製造方法〕
本発明の帯電部材は、例えば以下の「方法1」および「方法2」によって製造することができる。
[Method of manufacturing charging member]
The charging member of the present invention can be produced, for example, by the following “Method 1” and “Method 2”.

方法1は、以下の工程を含む方法である。〔1〕イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)、および、上記(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)を含む材料の混合物を調製し、該混合物の層を軸芯体の外周に形成する工程、次いで、〔2〕該混合物を反応させ硬化させて導電層を形成する工程。   Method 1 is a method including the following steps. [1] A compound (A) having an ion exchange group, a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1), and particles (C) reactive with the above (A) and (B) Preparing a mixture of the materials to be included and forming a layer of the mixture on the outer periphery of the shaft core; and [2] forming the conductive layer by reacting and curing the mixture.

方法2は、以下の工程を含む方法である。〔1〕イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)、および、上記(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)を含む材料を混合し、反応させて導電性粒子を調製する工程、次いで、〔2〕該導電性粒子とバインダー樹脂を含む材料の混合物を調製し、該混合物の層を軸芯体の外周に形成する工程、次いで、〔3〕該混合物を硬化させて導電層を形成する工程。   Method 2 is a method including the following steps. [1] A compound (A) having an ion exchange group, a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1), and particles (C) reactive with the above (A) and (B) Step of preparing conductive particles by mixing and reacting the materials to be included, and then [2] preparing a mixture of materials including the conductive particles and a binder resin, and forming a layer of the mixture on the outer periphery of the shaft core body And [3] curing the mixture to form a conductive layer.

前記方法1によれば、母体となる粒子(C)、イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示されるユニットを有する化合物(B)を、導電層中において、より均一に分散できる。   According to Method 1, the base particles (C), the compound (A) having an ion exchange group, and the compound (B) having a unit represented by the formula (1) are more uniformly dispersed in the conductive layer. it can.

前記方法1および方法2において、軸芯体の外周には予め接着剤を塗布して導電層等との接着性を向上させることができる。材料の混合は、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルの如きビーズを利用した公知の分散装置が好適に利用可能である。軸芯体の外周に混合物の層を形成する方法としては、混合物を塗工液として、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法の如き公知の方法によって、塗工する方法が挙げられる。   In Method 1 and Method 2, an adhesive may be applied in advance to the outer periphery of the shaft core body to improve the adhesion with the conductive layer or the like. For mixing the materials, a known dispersion apparatus using beads such as a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill can be suitably used. Examples of a method for forming a mixture layer on the outer periphery of the shaft core include a method in which the mixture is applied as a coating solution by a known method such as a dipping method, a spray method, or a roll coating method.

<電子写真装置>
図3は、本発明の帯電ローラを用いた電子写真装置の概略図である。電子写真感光体301を帯電する帯電ローラ302、露光を行う潜像形成装置308、トナー像に現像する現像装置303、転写材304に転写する転写装置305、電子写真感光体上の転写トナーを回収するクリーニング装置307、トナー像を定着する定着装置306などから構成される。電子写真感光体301は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型である。電子写真感光体301は矢印の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。
<Electrophotographic device>
FIG. 3 is a schematic view of an electrophotographic apparatus using the charging roller of the present invention. A charging roller 302 for charging the electrophotographic photosensitive member 301, a latent image forming device 308 for performing exposure, a developing device 303 for developing the toner image, a transfer device 305 for transferring to the transfer material 304, and a transfer toner on the electrophotographic photosensitive member are collected. A cleaning device 307 for fixing the toner image, a fixing device 306 for fixing the toner image, and the like. The electrophotographic photoreceptor 301 is a rotary drum type having a photosensitive layer on a conductive substrate. The electrophotographic photosensitive member 301 is rotationally driven in the direction of the arrow at a predetermined peripheral speed (process speed).

帯電ローラ302は、電子写真感光体301に所定の力で押圧されることにより接触配置される。帯電ローラ302は、電子写真感光体301の回転に従い従動回転し、帯電用電源313から所定の直流電圧を印加することにより、電子写真感光体301を所定の電位に帯電する。   The charging roller 302 is placed in contact with the electrophotographic photosensitive member 301 by being pressed with a predetermined force. The charging roller 302 is driven to rotate in accordance with the rotation of the electrophotographic photosensitive member 301, and applies a predetermined DC voltage from the charging power source 313 to charge the electrophotographic photosensitive member 301 to a predetermined potential.

電子写真感光体301に潜像を形成する潜像形成装置308は、例えばレーザービームスキャナーなどの露光装置が用いられる。一様に帯電された電子写真感光体301に、画像情報に対応した露光を行うことにより、静電潜像が形成される。現像装置303は、電子写真感光体301に接触して配設される接触式の現像ローラを有する。感光体の帯電極性と同極性に静電処理されたトナーを反転現像により、静電潜像をトナー像に可視化現像する。   As the latent image forming apparatus 308 that forms a latent image on the electrophotographic photosensitive member 301, for example, an exposure apparatus such as a laser beam scanner is used. An electrostatic latent image is formed by performing exposure corresponding to image information on the uniformly charged electrophotographic photosensitive member 301. The developing device 303 has a contact type developing roller disposed in contact with the electrophotographic photosensitive member 301. The toner electrostatically processed to the same polarity as the charged polarity of the photosensitive member is reversely developed to visualize and develop the electrostatic latent image into a toner image.

転写装置305は、接触式の転写ローラを有する。電子写真感光体301からトナー像を普通紙などの転写材304に転写する。尚、転写材304は、搬送部材を有する給紙システムにより搬送される。クリーニング装置307は、ブレード型のクリーニング部材、回収容器を有し、転写した後、電子写真感光体301上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落として回収する。ここで、現像装置303にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置307を取り除くことも可能である。定着装置306は、加熱されたロール等で構成され、転写されたトナー像を転写材304に定着し、機外に排出する。   The transfer device 305 has a contact-type transfer roller. The toner image is transferred from the electrophotographic photosensitive member 301 to a transfer material 304 such as plain paper. The transfer material 304 is transported by a paper feed system having a transport member. The cleaning device 307 includes a blade-type cleaning member and a collection container. After the transfer, the transfer residual toner remaining on the electrophotographic photosensitive member 301 is mechanically scraped and collected. Here, it is also possible to remove the cleaning device 307 by adopting a simultaneous development cleaning system in which the developing device 303 collects the transfer residual toner. The fixing device 306 is configured by a heated roll or the like, fixes the transferred toner image on the transfer material 304, and discharges the toner image outside the apparatus.

<プロセスカートリッジ>
図4に示すように、電子写真感光体301、帯電ローラ302、現像装置303、及び、クリーニング装置307などを一体化し、画像形成装置に着脱可能に設計された、プロセスカートリッジを用いることもできる。
<Process cartridge>
As shown in FIG. 4, it is also possible to use a process cartridge in which an electrophotographic photosensitive member 301, a charging roller 302, a developing device 303, a cleaning device 307, and the like are integrated and designed to be detachable from the image forming apparatus.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。尚、実施例における帯電ローラの評価方法は以下のとおりである。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. In addition, the evaluation method of the charging roller in the embodiment is as follows.

〔1.電気抵抗値の測定〕
N/N環境(温度23℃、湿度50%RH)またはL/L環境(温度15℃、湿度10%RH)下にて、金属ドラムに帯電ローラを当接(片側4.9Nの両端荷重)させ、芯金と金属ドラムの間に直流200Vの電圧を印加し、電流値を測定した。これにより、帯電ローラの電気抵抗値を算出した。
[1. (Measurement of electrical resistance)
In N / N environment (temperature 23 ° C., humidity 50% RH) or L / L environment (temperature 15 ° C., humidity 10% RH), the charging roller is brought into contact with the metal drum (load at both ends of 4.9 N on one side) A voltage of DC 200V was applied between the cored bar and the metal drum, and the current value was measured. Thereby, the electric resistance value of the charging roller was calculated.

〔2.画像評価〕
実施例または比較例で得られた帯電ローラを以下に示す装置に取り付けて画像評価を行った。電子写真式レーザープリンターとして、キヤノン(株)製LBP5400を高速用に改造したものを使用し、記録メディアの出力スピードは250mm/sec、画像解像度は600dpiとした。画像の評価は全て、L/L環境(温度15℃、湿度10%RH)で行い、ハーフトーン画像(感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描く画像)を出力して行った。以下の基準で評価した。
A:横スジ状画像の無いもの。
B:一部に軽微な横スジ状の線が見られるもの。
C:全面に軽微な横スジ状の線が見られるもの。
D:重度の横スジ状の線が見られ、目立つもの。
[2. (Image evaluation)
The charging roller obtained in the example or the comparative example was attached to the apparatus shown below, and image evaluation was performed. As an electrophotographic laser printer, an LBP5400 manufactured by Canon Inc. modified for high speed was used, the output speed of the recording medium was 250 mm / sec, and the image resolution was 600 dpi. All image evaluations were performed in an L / L environment (temperature 15 ° C., humidity 10% RH), and a halftone image (an image that draws a horizontal line with a width of 1 dot and an interval of 2 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the photoconductor). Output was done. Evaluation was made according to the following criteria.
A: No horizontal stripe image.
B: A slight horizontal streak-like line can be seen in part.
C: A slight horizontal streak-like line can be seen on the entire surface.
D: Severe horizontal streak-like line is seen and is conspicuous.

<製造例A1〜A8> 母体となる粒子1〜粒子8の製造
これらの製造例は、第一の形態の導電層を形成するために使用される、母体となる粒子1〜粒子8の製造例である。
<Manufacture example A1-A8> Manufacture of particle | grains 1-particle 8 used as a base body These manufacture examples are the manufacture example of particle | grains 1-particle 8 used as a base | substrate used in order to form the electroconductive layer of a 1st form. It is.

表1に示す、粒子(原料)とシランカップリング剤を用意し、各粒子について以下の手順でシランカップリング剤処理を行った。予め、溶媒としてイソプロピルアルコール(IPA)/水=95/5(質量比)を用いて、濃度が40質量%のシランカップリング剤溶液を調製した。まず、ヘンシェルミキサー中に粒子を投入した。続いて、ミキサーを回転させながら、シランカップリング剤溶液を滴下した。シランカップリング剤溶液が粒子の表面に均一にまぶされたことを確認した後に、粒子をミキサーから取り出し80℃で1時間乾燥した。これによって、母体となる粒子1〜粒子8を得た。   Particles (raw materials) and a silane coupling agent shown in Table 1 were prepared, and each particle was treated with a silane coupling agent according to the following procedure. A silane coupling agent solution having a concentration of 40% by mass was prepared in advance using isopropyl alcohol (IPA) / water = 95/5 (mass ratio) as a solvent. First, the particles were put into a Henschel mixer. Subsequently, the silane coupling agent solution was dropped while rotating the mixer. After confirming that the silane coupling agent solution was uniformly coated on the surface of the particles, the particles were taken out of the mixer and dried at 80 ° C. for 1 hour. Thus, particles 1 to 8 serving as a base were obtained.

Figure 0005814660
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〔実施例1〜38、並びに、比較例1および2〕
以下の方法で帯電ローラを作成し評価した。
Examples 1 to 38 and Comparative Examples 1 and 2
A charging roller was prepared and evaluated by the following method.

(1.ゴム組成物の調製)
下記の表2に示す種類と量の各材料をオープンロールにて混合し未加硫ゴム組成物を調製した。
(1. Preparation of rubber composition)
The types and amounts of materials shown in Table 2 below were mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition.

Figure 0005814660
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(2.導電性弾性ローラの作成)
導電性の軸芯体(芯金)として、快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した全長、252mm、外径6mmの円柱状の棒を用意した。導電性の軸芯体の両端部11mmを除く部分に導電性接着剤をロールコーターを用いて塗布した。接着剤は、導電性のホットメルトタイプのものを用いた。
(2. Creation of conductive elastic roller)
A cylindrical rod having a total length of 252 mm and an outer diameter of 6 mm prepared by electroless nickel plating on the surface of free-cutting steel was prepared as a conductive shaft core (core metal). A conductive adhesive was applied to a portion excluding both ends 11 mm of the conductive shaft core using a roll coater. As the adhesive, a conductive hot melt type was used.

次に、芯金の供給機構、弾性ローラの排出機構を有するクロスヘッド押し出し機を用意し、クロスヘッドには内径9.0mmのダイスを取り付け、押出機とクロスヘッドを80℃に、芯金の搬送速度を60mm/secに調整した。この条件で、押出機より未加硫ゴム組成物を供給して、未加硫ゴム組成物によって表面が被覆された芯金を得た。次に、170℃の熱風加硫炉中に未加硫ゴム組成物が被覆された芯金を投入し、60分間加熱した。その後、弾性層の長さが228mmになるように導電層の端部を切断、除去した。最後に、弾性層の表面を回転砥石で研磨した。これによって、中央部から両端部側へ各90mmの位置における各直径が8.4mm、中央部直径が8.5mmの導電性弾性ローラを得た。   Next, a crosshead extruder having a core bar supply mechanism and an elastic roller discharge mechanism is prepared. A die having an inner diameter of 9.0 mm is attached to the crosshead, and the extruder and the crosshead are set to 80 ° C. The conveyance speed was adjusted to 60 mm / sec. Under these conditions, an unvulcanized rubber composition was supplied from an extruder to obtain a metal core whose surface was coated with the unvulcanized rubber composition. Next, the core metal coated with the unvulcanized rubber composition was put into a hot air vulcanization furnace at 170 ° C. and heated for 60 minutes. Thereafter, the end portion of the conductive layer was cut and removed so that the length of the elastic layer was 228 mm. Finally, the surface of the elastic layer was polished with a rotating grindstone. As a result, a conductive elastic roller having a diameter of 8.4 mm and a center diameter of 8.5 mm at positions of 90 mm from the central portion to both end sides was obtained.

(3.導電層の形成)
表1および表3に示す材料を表4に示す混合比率および量で混合し、固形分が27質量%になるようにメチルイソブチルケトン(MIBK)で希釈し、導電層の塗工液を調製した。
(3. Formation of conductive layer)
The materials shown in Table 1 and Table 3 were mixed at the mixing ratio and amount shown in Table 4, and diluted with methyl isobutyl ketone (MIBK) so that the solid content was 27% by mass to prepare a coating solution for the conductive layer. .

Figure 0005814660
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Figure 0005814660
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この導電層用の塗工液を、導電性弾性ローラに1回ディッピング塗布し、常温で30分間以上風乾し、次いで90℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥し、更に160℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥して、弾性層上に導電層を形成した。ディッピング塗布浸漬時間は9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が20mm/s、最終速度は2mm/sになるように調節し、20mm/sから2mm/sの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。このようにして、帯電ローラ1〜38並びに帯電ローラ101および102を作製した。評価結果を表12に示す。   This conductive layer coating solution is dipped on a conductive elastic roller once, air-dried at room temperature for 30 minutes or more, then dried in a hot air circulating dryer set at 90 ° C. for 1 hour, and further heated to 160 ° C. It dried for 1 hour with the set hot-air circulation dryer, and formed the conductive layer on the elastic layer. The dipping coating dipping time is 9 seconds, the dipping coating lifting speed is adjusted so that the initial speed is 20 mm / s, and the final speed is 2 mm / s. Between 20 mm / s and 2 mm / s is linear with respect to time. The speed was changed. In this way, charging rollers 1 to 38 and charging rollers 101 and 102 were produced. The evaluation results are shown in Table 12.

導電性粒子が、その表面にイオン交換基と式(1)に示される分子鎖ユニットを有することを、以下の手法で確認した。実施例1において作成した帯電ローラの導電層の粒子を含む部分を切り出した。切り出した導電層を過剰な量のメタノールを用いて超音波洗浄を30分間行った。その後、洗浄した導電層を取り出し、常温で乾燥させた。乾燥させた導電層を29Si DD/MAS NMR、29Si CP/MAS NMR、13C DD/MAS NMR、13C CP/MAS NMRを用いて分析を行った。以上の分析の結果、導電性粒子が、その表面に四級アンモニウム塩基と式(1)に示される分子鎖ユニットを有することを確認できた。 It was confirmed by the following method that the conductive particles had an ion exchange group and a molecular chain unit represented by the formula (1) on the surface. A portion including particles of the conductive layer of the charging roller prepared in Example 1 was cut out. The cut conductive layer was subjected to ultrasonic cleaning with an excessive amount of methanol for 30 minutes. Thereafter, the washed conductive layer was taken out and dried at room temperature. The dried conductive layer was analyzed using 29 Si DD / MAS NMR, 29 Si CP / MAS NMR, 13 C DD / MAS NMR, and 13 C CP / MAS NMR. As a result of the above analysis, it was confirmed that the conductive particles had a quaternary ammonium base and a molecular chain unit represented by the formula (1) on the surface.

<製造例B1〜B17> 導電性粒子1〜17の製造
これらの製造例は、第二の形態の導電層を形成するために使用される、導電性粒子の製造例である。表1および表3に示す材料を、下記の表5に示す混合比率および量で混合し、導電性粒子1〜17を得た。得られた導電性粒子は、乾燥粉砕を行った。
<Manufacture example B1-B17> Manufacture of electroconductive particle 1-17 These manufacture examples are the manufacture examples of electroconductive particle used in order to form the electroconductive layer of a 2nd form. The materials shown in Table 1 and Table 3 were mixed in the mixing ratios and amounts shown in Table 5 below to obtain conductive particles 1-17. The obtained conductive particles were dried and pulverized.

導電性粒子の表面にイオン交換基と式(1)に示される分子鎖ユニットを有することを実施例1と同様に、以下の手法で導電性粒子1について確認した。すなわち、導電性粒子1を過剰な量のメタノールを用いて超音波洗浄を30分間行った。その後、洗浄した導電性粒子1を取り出し、常温で乾燥させた。乾燥させた導電性粒子1を29Si DD/MAS NMR、29Si CP/MAS NMR、13C DD/MAS NMR、13C CP/MAS NMRを用いて分析を行った。以上の分析の結果、導電性粒子がその表面に四級アンモニウム塩基と式(1)に示される分子鎖ユニットを有することを確認できた。 Similarly to Example 1, the conductive particle 1 was confirmed by the following method to have an ion exchange group and a molecular chain unit represented by the formula (1) on the surface of the conductive particle. That is, the conductive particles 1 were subjected to ultrasonic cleaning for 30 minutes using an excessive amount of methanol. Thereafter, the washed conductive particles 1 were taken out and dried at room temperature. The dried conductive particles 1 were analyzed using 29 Si DD / MAS NMR, 29 Si CP / MAS NMR, 13 C DD / MAS NMR, and 13 C CP / MAS NMR. As a result of the above analysis, it was confirmed that the conductive particles had a quaternary ammonium base and a molecular chain unit represented by the formula (1) on the surface.

Figure 0005814660
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<製造例C1〜C4> バインダー樹脂1〜4の製造
これらの製造例は、第二の形態の導電層を形成するために使用される、バインダー樹脂の製造例である。
<Manufacture example C1-C4> Manufacture of binder resin 1-4 These manufacture examples are manufacture examples of binder resin used in order to form the conductive layer of a 2nd form.

(製造例C1:バインダー樹脂1の製造)
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が18質量%となるように調整した。この溶液555.6質量部(固形分100質量部)を含む下記の表6に示す材料を混合して、バインダー樹脂1を製造した。このとき、ブロックHDIとブロックIPDIの混合物は、「NCO/OH=1.0」となるように添加した。
(Production Example C1: Production of Binder Resin 1)
Methyl isobutyl ketone was added to the caprolactone-modified acrylic polyol solution to adjust the solid content to 18% by mass. Binder resin 1 was manufactured by mixing the materials shown in Table 6 below including 555.6 parts by mass of this solution (solid content: 100 parts by mass). At this time, the mixture of the block HDI and the block IPDI was added so that “NCO / OH = 1.0”.

Figure 0005814660
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(製造例C2:バインダー樹脂2の製造)
下記の表7に示す材料をオープンロールにて混合し、バインダー樹脂2を製造した。
(Production Example C2: Production of Binder Resin 2)
The materials shown in Table 7 below were mixed with an open roll to produce binder resin 2.

Figure 0005814660
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(製造例C3:バインダー樹脂3の製造)
下記の表8に示す組成のA液とB液とをほぼ1:1に混合して使用する、2液タイプの液状シリコーンゴムからなるバインダー樹脂3を製造した。A液は、材料1と材料2の混合物に対して材料3の白金系触媒を加え混合した付加型シリコーンゴム組成物である。B液は、材料1と材料2の混合物に対して材料4の架橋剤及び材料5を加え混合した付加型シリコーンゴム組成物である。
(Production Example C3: Production of binder resin 3)
A binder resin 3 made of a two-pack type liquid silicone rubber was prepared, which was used by mixing the liquid A and liquid B having the composition shown in Table 8 below in an approximately 1: 1 ratio. Liquid A is an addition-type silicone rubber composition in which a platinum-based catalyst of material 3 is added to and mixed with a mixture of material 1 and material 2. Liquid B is an addition-type silicone rubber composition in which the cross-linking agent of material 4 and material 5 are added to the mixture of material 1 and material 2 and mixed.

Figure 0005814660
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(製造例C4:バインダー樹脂4の製造)
下記の表9に示す材料をオープンロールにて混合し、バインダー樹脂4を製造した。
(Production Example C4: Production of binder resin 4)
The materials shown in Table 9 below were mixed with an open roll to produce a binder resin 4.

Figure 0005814660
Figure 0005814660

〔実施例39〜54、並びに、比較例3および4〕
表10に示すように、バインダー樹脂1に対してそれぞれ導電性粒子を加え、ペイントシェーカー分散機を用いて24時間分散して導電性塗料を作成した。作成した塗料を実施例1と同様にして得られた導電性弾性ローラの表面に実施例1と同様な方法で塗工し、帯電ローラ39〜54並びに帯電ローラ103および104を得た。評価結果を表12に示す。
[Examples 39 to 54 and Comparative Examples 3 and 4]
As shown in Table 10, conductive particles were added to the binder resin 1 and dispersed for 24 hours using a paint shaker disperser to prepare a conductive paint. The prepared paint was applied to the surface of the conductive elastic roller obtained in the same manner as in Example 1 by the same method as in Example 1 to obtain charging rollers 39 to 54 and charging rollers 103 and 104. The evaluation results are shown in Table 12.

Figure 0005814660
Figure 0005814660

〔実施例55〜58、および、実施例65〜68〕
表10に示すように、バインダー樹脂2またはバインダー樹脂4に対してそれぞれ導電性粒子を加え、オープンロールにて混合した。得られた8種類の各組成物を用いて、実施例1の「2.導電性弾性ローラの作成」と同様な方法で導電性弾性ローラを得た。尚、本実施例では、この導電性弾性層が本発明の「導電層」に相当する。
[Examples 55-58 and Examples 65-68]
As shown in Table 10, conductive particles were added to the binder resin 2 or the binder resin 4 and mixed with an open roll. A conductive elastic roller was obtained in the same manner as in “2. Production of conductive elastic roller” in Example 1, using each of the eight types of compositions obtained. In this embodiment, the conductive elastic layer corresponds to the “conductive layer” of the present invention.

一方、カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が18質量%となるように調整した。この溶液555.6質量部(固形分100質量部)を含む下記の表11に示す材料を用いて混合溶液を調製した。このとき、ブロックHDIとブロックIPDIの混合物は、「NCO/OH=1.0」となるように添加した。   On the other hand, methyl isobutyl ketone was added to the caprolactone-modified acrylic polyol solution to adjust the solid content to 18% by mass. A mixed solution was prepared using the materials shown in Table 11 below including 555.6 parts by mass of this solution (solid content: 100 parts by mass). At this time, the mixture of the block HDI and the block IPDI was added so that “NCO / OH = 1.0”.

Figure 0005814660
Figure 0005814660

次いで、450mLのガラス瓶に上記混合溶液210gと、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gを混合し、ペイントシェーカー分散機を用いて24時間分散した。分散後、樹脂粒子として架橋タイプアクリル粒子「MR50G」(商品名、綜研化学製)を5.44質量部(アクリルポリール100重量部に対して20重量部相当量)を添加した後、更に30分間分散して表面層形成用塗料を得た。   Next, 210 g of the above mixed solution and 200 g of glass beads having an average particle diameter of 0.8 mm as a medium were mixed in a 450 mL glass bottle and dispersed for 24 hours using a paint shaker disperser. After dispersion, 5.44 parts by mass of crosslinked acrylic particles “MR50G” (trade name, manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.) as resin particles were added (an equivalent of 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of acrylic polyol), and then 30 more. Dispersed for a minute to obtain a coating material for forming the surface layer.

この表面層形成用塗料を、導電性弾性ローラに1回ディッピング塗布し、常温で30分間以上風乾し、次いで90℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥し、更に160℃に設定した熱風循環乾燥機にて1時間乾燥して、導電層上に表面層を形成した。ディッピング塗布浸漬時間は9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度が20mm/s、最終速度は2mm/sになるように調節し、20mm/sから2mm/sの間は、時間に対して直線的に速度を変化させた。以上の手順で帯電ローラ55〜58および65〜68を得た。評価結果を表12に示す。   This surface layer-forming coating material was dipped on a conductive elastic roller once, air-dried at room temperature for 30 minutes or more, then dried in a hot air circulating dryer set at 90 ° C. for 1 hour, and further set at 160 ° C. It dried for 1 hour with the hot air circulation dryer, and formed the surface layer on the conductive layer. The dipping coating dipping time is 9 seconds, the dipping coating lifting speed is adjusted so that the initial speed is 20 mm / s, and the final speed is 2 mm / s. Between 20 mm / s and 2 mm / s is linear with respect to time. The speed was changed. The charging rollers 55-58 and 65-68 were obtained by the above procedure. The evaluation results are shown in Table 12.

〔実施例59〜64〕
表10に示すように、バインダー樹脂3に対して導電性粒子を加え、6種類の液状シリコーンゴム組成物を得た。軸芯体としてSUS製の芯金にニッケルを施し、さらに接着剤を塗布、焼き付けしたものを用いた。この軸芯体を金型に配置し、各液状シリコーンゴム組成物を、装置内で混合後、120℃に予熱された金型内に形成されたキャビティに注入した。続いて、金型を120℃で加熱してシリコーンゴムを加硫硬化し、冷却した後に脱型することで、導電性弾性ローラを得た。さらに実施例55と同様に表面層を形成し、帯電ローラ59〜64を得た。評価結果を表12に示す。
[Examples 59 to 64]
As shown in Table 10, conductive particles were added to the binder resin 3 to obtain six types of liquid silicone rubber compositions. As the shaft core body, a SUS cored bar made of nickel, further coated with an adhesive, and baked was used. This shaft core was placed in a mold, and each liquid silicone rubber composition was mixed in the apparatus and then injected into a cavity formed in a mold preheated to 120 ° C. Subsequently, the mold was heated at 120 ° C. to cure and cure the silicone rubber, and after cooling, the mold was removed to obtain a conductive elastic roller. Further, a surface layer was formed in the same manner as in Example 55 to obtain charging rollers 59 to 64. The evaluation results are shown in Table 12.

Figure 0005814660
Figure 0005814660

101:導電性の軸芯体
102:導電層
201:導電性の軸芯体
202:導電層
203:導電層
301:電子写真感光体
302:帯電ローラ
303:現像装置
304:転写材
305:転写装置
306:定着装置
307:クリーニング装置
308:潜像形成装置
309:帯電前露光装置
310:弾性規制ブレード
311:トナー供給ローラ
312:現像用電源
313:帯電用電源
314:転写用電源
401:トナーシール
501:導電性の軸芯体
502:導電層
503:導電層
504:表面層
101: conductive shaft core 102: conductive layer 201: conductive shaft core 202: conductive layer 203: conductive layer 301: electrophotographic photosensitive member 302: charging roller 303: developing device 304: transfer material 305: transfer device 306: fixing device 307: cleaning device 308: latent image forming device 309: pre-charging exposure device 310: elastic regulating blade 311: toner supply roller 312: developing power source 313: charging power source 314: transfer power source 401: toner seal 501 : Conductive shaft core 502: Conductive layer 503: Conductive layer 504: Surface layer

Claims (5)

導電性の軸芯体と導電層とを有している帯電部材であって、
該導電層は、バインダー樹脂と導電性粒子を含み、該導電性粒子はその表面にイオン交換基と式(1)で示される分子鎖ユニットを有し、
該イオン交換基および式(1)で示される分子鎖ユニットが、該導電性粒子の母体となる粒子の表面の反応性官能基との反応によって該導電性粒子の表面に形成されたものであることを特徴とする帯電部材:
Figure 0005814660
[式(1)において、nは1以上の整数である。]。
A charging member having a conductive shaft core and a conductive layer,
The conductive layer includes a binder resin and conductive particles, and the conductive particles have an ion exchange group and a molecular chain unit represented by the formula (1) on the surface thereof .
The ion exchange group and the molecular chain unit represented by the formula (1) are formed on the surface of the conductive particle by reaction with the reactive functional group on the surface of the particle serving as a base of the conductive particle. Charging member characterized by:
Figure 0005814660
[In Formula (1), n is an integer greater than or equal to 1. ].
前記イオン交換基が、スルホン酸基または四級アンモニウム塩基であることを特徴とする請求項1に記載の帯電部材。   The charging member according to claim 1, wherein the ion exchange group is a sulfonic acid group or a quaternary ammonium base. 前記反応性官能基が、アミノ基、エポキシ基またはメルカプト基であることを特徴とする請求項1に記載の帯電部材。 The charging member according to claim 1 , wherein the reactive functional group is an amino group, an epoxy group, or a mercapto group. 以下の工程を含む導電性の軸芯体と導電層とを有している帯電部材の製造方法:
〔1〕イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)、および、上記(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)を含む材料の混合物を調製し、該混合物の層を軸芯体の外周に形成する工程、次いで、
〔2〕該混合物を反応させ硬化させて導電層を形成する工程。
Figure 0005814660
[式(1)において、nは1以上の整数である。]。
A method for producing a charging member having a conductive shaft core and a conductive layer, including the following steps:
[1] A compound (A) having an ion exchange group, a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1), and particles (C) reactive with the above (A) and (B) Preparing a mixture of materials comprising and forming a layer of the mixture on the outer periphery of the shaft core;
[2] A step of forming a conductive layer by reacting and curing the mixture.
Figure 0005814660
[In Formula (1), n is an integer greater than or equal to 1. ].
以下の工程を含む導電性の軸芯体と、導電層とを有している帯電部材の製造方法:
〔1〕イオン交換基を有する化合物(A)、式(1)で示される分子鎖ユニットを有する化合物(B)、および、上記(A)および(B)と反応性を有する粒子(C)を含む材料を混合し、反応させて導電性粒子を調製する工程、次いで、
〔2〕該導電性粒子とバインダー樹脂を含む材料の混合物を調製し、該混合物の層を軸芯体の外周に形成する工程、次いで、
〔3〕該混合物を硬化させて導電層を形成する工程。
Figure 0005814660
[式(1)において、nは1以上の整数である。]。
A method for producing a charging member having a conductive shaft core including the following steps and a conductive layer:
[1] A compound (A) having an ion exchange group, a compound (B) having a molecular chain unit represented by the formula (1), and particles (C) reactive with the above (A) and (B) Mixing the materials comprising and reacting to prepare conductive particles, then
[2] A step of preparing a mixture of materials containing the conductive particles and a binder resin, and forming a layer of the mixture on the outer periphery of the shaft core,
[3] A step of curing the mixture to form a conductive layer.
Figure 0005814660
[In Formula (1), n is an integer greater than or equal to 1. ].
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