JP7066100B2 - 電子写真機器用導電性ロール - Google Patents
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Description
表1に示す配合組成(質量部)で各成分を配合し、攪拌機により攪拌、混合して、弾性体層形成用の導電性ゴム組成物を調製した。用いた材料は、以下の通りである。
・イソプレンゴム(IR):JSR製「JSR IR2200」
・ニトリルゴム(NBR):JSR製「N237H」
・ブタジエンゴム(BR):JSR製「BR01」
・ヒドリンゴム(ECO):日本ゼオン製「Hydrin T3106」
・カーボンブラック(CB):電気化学工業製「デンカブラック」
・架橋剤(過酸化物):日油製「パークミルD40」
φ9mmの円筒状の成形キャビティを有する成形金型の中心軸上に芯金(直径6mm)をセットし、この成形金型内に導電性ゴム組成物を注入し、160℃で30分加熱・架橋させ、冷却、脱型して、芯金の外周に、厚さ1.5mmの弾性体層を形成した。
[実施例1~13、実施例15~16、比較例1~9]
表1に記載の配合を固形分濃度が15質量%となるように水で希釈し、エマルション組成物を調製した。用いた材料は、以下の通りである。
・水性エーテル系ポリウレタン:日華化学製「エバファノールHA-15」の固形分
・水性カーボネート系ポリウレタン:日華化学製「エバファノールHA-107C」の固形分
・水性エステル系ポリウレタン:日華化学製「X-7096」の固形分
・水性フッ素樹脂:AGC製「ルミフロンFD1000」の固形分
・カーボンブラック(CB):東海カーボン製「アクアブラック162」
・架橋剤(イソシアネート):Baxenden製「Trixiene Aqua BI200」
・会合型増粘剤:ADEKA製「アデカノールUH-756VF」
・粗さ形成用粒子:日本エクスラン工業製「タフチックAR750SSQ」(アクリル粒子)
表1に記載の配合を固形分濃度が15質量%となるようにMEKで希釈し、ビーズミルにより分散することで塗料組成物を調製した。用いた材料は、以下の通りである。
・非水性エーテル系ポリウレタン:日本ミラクトラン製「ミラクトランE380」
・カーボンブラック(CB):電気化学工業製「デンカブラック」
・粗さ形成用粒子:日本エクスラン工業製「タフチックAR750SSQ」(アクリル粒子)
調製した表層組成物(エマルション組成物または塗料組成物)を弾性体層の外周に塗布し、30分間風乾させた後、PHオーブンにて150℃で30分間熱処理した。以上により、表層を形成した。以上により、導電性ロールを作製した。
弾性体層の任意の断面を観察し、その断面における任意の40μm×40μmの範囲を64分割し、斜め方向に交差して並ぶ16マスを選択し、各5μm×5μm角内における第1ゴム相(IRを含む相)と第2ゴム相の面積割合をそれぞれ計測し、16マスのうち14マス以上(8.5割以上)が該当する値とした。
表層を形成する前の導電性ロールの弾性体層を金属棒上に線接触させ、NN環境下(23℃50%RH)において、導電性ロールの軸体の両端に各々300gの荷重をかけた状態で金属棒を回転駆動し、30rpmで導電性ロールをつれ回り回転させ、導電性ロールの軸体の端部より200Vの直流電圧を印加した状態で、軸体と金属棒間の電気抵抗を測定し(1分間)、これより導電性ロール弾性体層の抵抗値(Ω)を求めた。
ISO 25178に準拠して、導電性ロールの表層の外周面の両端からそれぞれ軸方向内側5mmの位置と軸方向中央の3つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の3点で、レーザ顕微鏡(KEYENCE製「VKX-100」)を用いて測定し、測定した合計9点(3点×3つの位置)での平均値とした。
JIS B0601に準拠して、導電性ロールの表層の外周面の両端からそれぞれ軸方向内側5mmの位置と軸方向中央の3つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の3点で、表面粗さ計(東京精密社製「サーフコム1400D」)を用いて測定し、測定した合計9点(3点×3つの位置)での平均値とした。
ISO 25178に準拠して、導電性ロールの表層の外周面の両端からそれぞれ軸方向内側5mmの位置と軸方向中央の3つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の3点で、レーザ顕微鏡(KEYENCE製VKX-100)を用いて測定し、測定した合計9点(3点×3つの位置)での平均値とした。
JIS B0601に準拠して、導電性ロールの表層の外周面の両端からそれぞれ軸方向内側5mmの位置と軸方向中央の3つの位置において、それぞれの位置の内周の任意の3点で、表面粗さ計(東京精密社製「サーフコム1400D」)を用いて測定し、測定した合計9点(3点×3つの位置)での平均値とした。
調製した表層組成物(エマルション組成物または塗料組成物)をPETフィルム上に塗布し、30分間風乾させた後、PHオーブンにて150℃で30分間熱処理した。その後3.5×20mmの表層サンプルを切り取り、動的粘弾性測定機により、損失正接tanδを求め、その極大ピーク時の温度をガラス転移点とした。
作製した導電性ロールをHP社製「CLJ4525dn」に組み込み、15℃×10%RH(相対湿度)の低温低湿環境(LL環境)下でハーフトーン画像を出力し、その画像から帯電ロール(導電性ロール)の軸方向への異常放電、及びピンホールリークに起因した画像弊害の発生状態を評価した。帯電ロール(導電性ロール)の軸方向への異常放電及びピンホールリークに起因した画像ムラが発生しない、もしくは画像ムラの発生が極めて軽微で、実用上に問題が無い場合を「○」とし、上記画像ムラが画像の一部あるいは画像全体に発生し、画像弊害が生じている場合を「×」とした。
上記(抵抗値の測定)と同様の方法で、低温低湿条件下(15℃×10%RH)および高温高湿条件下(32.5℃×85%RH)のそれぞれで、弾性体層の抵抗値を測定した。測定した抵抗値をLOGに換算し、低温低湿条件下と高温高湿条件下での抵抗値の差を変動桁数で示した。この際、変動桁数が1.2桁以下の場合を、環境依存性が小さい「○」とし、変動桁数が1.2桁超の場合を、環境依存性が大きい「×」とした。
各導電性ロールの表層表面に、カッターナイフを用いて1cm角の四角形状の切り込み部を形成した。次いで、当該切り込み部分に粘着テープ(寺岡製作所社製、「610S #50」)を貼り付けた後、0.45kgfの力にて粘着テープを剥がした。切り込み部が全く剥がれなかった場合と切り込み部における角部に剥がれが見られたものの、その他の部分は剥がれていなかった場合を、密着性に極めて優れるとして「○」とした。切り込み部が全面剥がれた場合を、密着性に劣るとして「×」とした。
作製した導電性ロールをHP社製「CLJ4525dn」に組み込み、15℃×10%RH環境下にて画出しを実施した。異常放電による白抜け画像が発生した場合を不良「×」、白抜け画像の発生もなく放電バラツキに起因する画像のガサツキがない(均一放電化による画質の良化が見られる)場合を良好「○」とした。
12 軸体
14 弾性体層
16 表層
Claims (9)
- 軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、
前記弾性体層が、イソプレンゴムと、イソプレンゴム以外のゴムと、カーボンブラックと、を含有する導電性ゴム組成物で構成されており、
前記弾性体層が、前記イソプレンゴムを含有する第1ゴム相と、前記イソプレンゴム以外のゴムを含有する第2ゴム相と、に相分離しており、前記弾性体層の任意の断面の5μm×5μm角の範囲内において、前記第1ゴム相と前記第2ゴム相の合計に対する前記第1ゴム相の面積割合が10~90%の範囲内であり、
前記弾性体層の抵抗値が、1.0×103~1.0×106Ωの範囲内であり、
前記表層が、エーテル系ポリウレタン樹脂およびカーボネート系ポリウレタン樹脂の少なくとも1種のポリウレタン樹脂の架橋体と、電子導電剤と、会合型増粘剤とを含み、かつ、前記表層のガラス転移点が-10~-70℃の範囲内であることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。 - 前記表層のポリウレタン樹脂が、水性ポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記会合型増粘剤は、ノニオン性の親水基と、アルキル基よりなる疎水基とを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記イソプレンゴム以外のゴムが、極性ゴムであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記イソプレンゴム以外のゴムが、アクリロニトリルブタジエンゴムであることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記カーボンブラックが、前記第1ゴム相よりも前記第2ゴム相に偏在していることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記弾性体層の表面の面粗さSaが、0.05~1.6μmであることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記表層は粗さ形成用粒子を含み、前記表層の前記粗さ形成用粒子を含む部位における線粗さRzが5.0~15.0μmであり、前記表層の前記粗さ形成用粒子を含まない部位における面粗さSzと線粗さSmの積Sz・Smが7.5~250であることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記表層のポリウレタン樹脂が、水性ポリウレタン樹脂であり、
前記表層を構成する組成物における前記会合型増粘剤の含有量が、前記水性ポリウレタン樹脂100質量部に対し、0.5~10質量部の範囲内であることを特徴とする請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の電子写真機器用導電性ロール。
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