JPH05134515A - Electrifying body - Google Patents

Electrifying body

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JPH05134515A
JPH05134515A JP29318191A JP29318191A JPH05134515A JP H05134515 A JPH05134515 A JP H05134515A JP 29318191 A JP29318191 A JP 29318191A JP 29318191 A JP29318191 A JP 29318191A JP H05134515 A JPH05134515 A JP H05134515A
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carbon black
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matrix polymer
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To to decrease the fluctuations in electric resistance so that a photosensitive body can be uniformly electrified by providing a semiconductor elastic material layer contg. a conductive material and a specific dispersion stabilzer into an elastic material matrix polymer. CONSTITUTION:The semiconductor elastic material layer 2 contg. the conductive material and the dispersion stabilizer having a chemical interaction with the conductive material in the elastic material matrix polymer is concentrically formed on the outside surface of a core rod 1. As a result, the the surface of the conductive material is coated with the dispersion stabilizer or the conductive material and the matrix polymer are crosslinked, by which the interaction between the conductive materials is weakened. The dispersion of the conductive material in the matrix polymer is facilitated and simultaneously, the reflocculation thereof is substantially prohibited. The formation of conductive paths by the dispersion stabilizer is inhibited but the way that formation is inhibited is uniform and the resistance stable as a whole is obtd. Consequently the electric resistance of the semiconductor elastic material layer 2 is stable.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機などに
用いられる感光ドラムや転写搬送ベルトに一様な帯電を
付与するために用いられる帯電体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging member used for uniformly charging a photosensitive drum or a transfer / conveying belt used in an electrophotographic copying machine or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】電子
写真複写機は、感光体の表面に原稿像を静電潜像として
形成し、これにトナーを付着させてトナー像を形成し、
このトナー像を記録紙に転写することによって複写を行
なうものである。このばあい、感光体表面に対する静電
潜像の形成は、あらかじめ感光体表面を帯電させ、その
帯電部分に原稿像を光学系を介して投射し、光の通った
部分の帯電を消すことによって行なわれている。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic copying machine, an original image is formed as an electrostatic latent image on the surface of a photoconductor, and toner is attached to this to form a toner image.
Copying is performed by transferring this toner image onto a recording sheet. In this case, the electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor by charging the surface of the photoconductor in advance, projecting the original image on the charged portion through the optical system, and eliminating the charge on the light-transmitted portion. Has been done.

【0003】前記静電潜像の形成に先立って感光体表面
を帯電させる方式として、従来、感光体表面に対してコ
ロナ放電器からコロナ放電を施して帯電処理するコロナ
放電方式が採用されていた。この方式では、一般に5〜
10kVという高圧電源を使用するため、万全の安全策をと
る必要があるうえ、放電に伴い有害なオゾンを発生する
という難点がある。
As a method of charging the surface of the photosensitive member prior to the formation of the electrostatic latent image, a corona discharge method has conventionally been adopted in which a corona discharge is applied to the surface of the photosensitive member from a corona discharger to perform a charging process. .. In this method, generally 5 to
Since a high-voltage power supply of 10 kV is used, it is necessary to take thorough safety measures, and there is the drawback that harmful ozone is generated during discharge.

【0004】そこで、現在では米国特許第 2934650号明
細書に開示されているように、ローラ形状の帯電体(帯
電ローラ)やベルト形状の帯電体(帯電ベルト)を用い
て感光体を帯電させる、接触帯電方式が採用されてい
る。この方式は図5または図6に示すように、1〜2kV
程度の直流電圧を外部の電源13から印加した帯電ローラ
10または帯電ベルト14を、被帯電体であるドラム状電子
写真感光体11の感光層12の表面に接触させることによっ
て、感光層12を所定の電位に帯電させる方式である。帯
電体としてブレード形状のものを用いるばあいもある。
Therefore, at present, as disclosed in US Pat. No. 2,934,650, a photosensitive member is charged by using a roller-shaped charging member (charging roller) or a belt-shaped charging member (charging belt). The contact charging method is adopted. This method is, as shown in FIG. 5 or 6, 1-2 kV
Charging roller with a DC voltage of approx.
This is a method of charging the photosensitive layer 12 to a predetermined potential by bringing the charging belt 10 or the charging belt 14 into contact with the surface of the photosensitive layer 12 of the drum-shaped electrophotographic photosensitive member 11 which is the member to be charged. In some cases, a blade-shaped charging body is used.

【0005】前記図5および図6は帯電ローラまたは帯
電ベルトを適用した電子写真複写機の接触帯電装置の概
略断面図であり、図5に示す装置では、ドラム状電子写
真感光体11は矢印aで示す方向に所定の速度で面移動
し、一方、感光層12には帯電ローラ10が所定の圧力をも
って接触し、感光体の回転に伴って矢印bで示す方向に
従動して回転する。電源13は、直流電圧または直流電圧
と交流電圧とを重畳した電圧を帯電体に印加する。
5 and 6 are schematic sectional views of a contact charging device of an electrophotographic copying machine to which a charging roller or a charging belt is applied. In the device shown in FIG. 5, the drum-shaped electrophotographic photosensitive member 11 has an arrow a. The surface of the photosensitive layer 12 is moved at a predetermined speed in the direction indicated by, while the charging roller 10 is brought into contact with the photosensitive layer 12 with a predetermined pressure. The power supply 13 applies a DC voltage or a voltage obtained by superposing a DC voltage and an AC voltage to the charged body.

【0006】図6に示す装置では、回転軸15に電圧を印
加することによって、帯電ベルト14を介してドラム状電
子写真感光体11表面の感光層12に電荷が与えられ、帯電
せしめられる。
In the apparatus shown in FIG. 6, when a voltage is applied to the rotary shaft 15, the photosensitive layer 12 on the surface of the drum-shaped electrophotographic photosensitive member 11 is charged via the charging belt 14 to be charged.

【0007】感光体の表面に形成された感光層12は有機
半導体、アモルファスシリコン、セレン、酸化亜鉛など
を含む光導電性半導体材料からなるが、該感光層の帯電
の安定性は画像の品質に大きく影響するため、帯電ロー
ラや帯電ベルトなどが感光体に安定に接触することが必
要である。
The photosensitive layer 12 formed on the surface of the photoconductor is made of a photoconductive semiconductor material containing organic semiconductor, amorphous silicon, selenium, zinc oxide and the like, and the stability of charging of the photoconductive layer affects the image quality. Since it has a great influence, it is necessary that the charging roller, the charging belt and the like are in stable contact with the photoconductor.

【0008】帯電ローラを用いた方法では、表面に弾性
体などを用いて感光体との接触面積を大きくすることに
よって安定に帯電するようにされている。このためロー
ラを構成する弾性体などの硬度が低いことが望ましい。
In the method using the charging roller, an elastic body or the like is used on the surface to increase the contact area with the photosensitive member so that the surface is stably charged. For this reason, it is desirable that the hardness of the elastic body that constitutes the roller is low.

【0009】また、帯電ベルトを用いた方法では、複数
の回転軸で駆動される帯電ベルトを感光体にはわせるこ
とによって感光体との接触面積が大きくなるようにして
いる。この帯電ベルトは感光体に密着し、また感光体に
傷をつけないように材質の硬度が低いことが望ましい。
Further, in the method using the charging belt, the contact area with the photosensitive member is increased by placing the charging belt driven by a plurality of rotating shafts on the photosensitive member. It is desirable that the charging belt be in close contact with the photoconductor and have a low hardness so as not to damage the photoconductor.

【0010】すなわち、帯電ローラを用いるばあいも帯
電ベルトを用いるばあいもともにその材質としては柔軟
性が要求され、硬度が低いことが望ましい。前記柔軟性
および低硬度を満たす材料としては、一般にゴムなどの
弾性体材料があげられる。
That is, both when using the charging roller and when using the charging belt, the material is required to have flexibility, and it is desirable that the hardness is low. An elastic material such as rubber is generally used as the material satisfying the flexibility and the low hardness.

【0011】さらに、帯電体を構成する材料(以下、帯
電部材ともいう)に要求される性能の1つとして電気抵
抗がある。これは帯電のレベルおよび帯電の均一性に深
く係わってくるものであり、もし抵抗が高すぎると帯電
しなくなり、抵抗が低すぎると感光体を絶縁破壊させた
り、帯電が不安定になったり、画像にムラが生じたりす
るほか、感光体にピンホールがあるとその部分に電流が
集中してリークがおこり、その結果、画像にスジが現わ
れたりする。このため帯電部材の電気抵抗は、感光体や
使用システムにより異なるが、ほぼ106 〜109 Ωの半導
電性領域といえる範囲のかなり狭い範囲に設定しなけれ
ばならない。
Further, one of the performances required of the material forming the charged body (hereinafter, also referred to as a charging member) is electric resistance. This is deeply related to the level of charging and the uniformity of charging, and if the resistance is too high, it will not be charged, and if the resistance is too low, it will cause dielectric breakdown of the photoconductor or unstable charging. In addition to unevenness in the image, if there is a pinhole on the photoconductor, the current concentrates on that portion, causing leakage, and as a result, streaks appear in the image. For this reason, the electric resistance of the charging member varies depending on the photoconductor and the system used, but it must be set within a fairly narrow range of a semiconductive region of approximately 10 6 to 10 9 Ω.

【0012】以上のように、帯電部材としては、好まし
い範囲の電気抵抗を有する、換言すれば半導電性を有す
る弾性体材料を使用するのが一般に適している。
As described above, it is generally suitable to use, as the charging member, an elastic material having an electric resistance in a preferable range, in other words, having semiconductivity.

【0013】前記半導電性の弾性体材料をうる方法とし
ては、弾性体材料に導電性能を有する微粒子を分散させ
るのが一般的であり、このような導電性の微粒子として
一般にカーボンブラックが用いられる。
As a method for obtaining the semiconductive elastic material, it is general to disperse fine particles having conductive properties in the elastic material, and carbon black is generally used as such conductive fine particles. ..

【0014】この際カーボンブラックに代えてグラファ
イトや無機の導電性微粒子、金属の微粒子などを用いて
所定の半導電性しようとすると、それらの高充填が必要
となって弾性体が硬くなってしまうばかりか補強性もな
く脆くなってしまうという問題が生じる。
At this time, if graphite, inorganic conductive fine particles, metal fine particles, or the like is used instead of carbon black to attain a predetermined semiconductive property, it is necessary to highly fill them, and the elastic body becomes hard. In addition, there is a problem that it becomes brittle without reinforcement.

【0015】しかしながら、カーボンブラックを用いて
前記のような半導電性のレベルに電気抵抗を調節するの
はつぎの理由で大変な困難を伴なう。
However, it is very difficult to adjust the electric resistance to the above-mentioned level of semiconductivity by using carbon black for the following reason.

【0016】すなわち、一般にこの電気抵抗の領域は、
カーボンブラックのほんの少しの量の違いで抵抗が大幅
に変ったり、配合量が同一でも加工方法の違いで抵抗が
大幅に変る領域であり、非常に作りにくい領域である。
さらに加硫時における粘度低下時に、いったん分散した
カーボンブラックの粒子が再凝集を起こしてしまい、こ
の影響によっても電気抵抗にバラツキが生じる。
That is, generally, the region of this electric resistance is
This is an area in which the resistance changes drastically with a slight difference in the amount of carbon black, and the resistance changes drastically with the difference in the processing method even with the same compounding amount, and it is a very difficult area to make.
Further, when the viscosity decreases during vulcanization, once dispersed carbon black particles cause reaggregation, and this effect also causes variations in electrical resistance.

【0017】前記のように、半導電性のレベルに電気抵
抗を調節した弾性体材料をうるのは理論上はたやすい
が、実際に安定した製品を作るのはロット内、ロット間
のバラツキが大きく非常に困難なのである。
As described above, it is theoretically easy to obtain an elastic material whose electric resistance is adjusted to a level of semiconductivity, but actually producing a stable product involves variations within a lot and between lots. It's big and very difficult.

【0018】この問題を解決するために目的とする電気
抵抗よりも小さい電気抵抗の材料を軸とし、その外層に
別のより大きな電気抵抗を有する薄層を形成するなど、
複層にして目的とする電気抵抗をえようとする考え方が
ある。
In order to solve this problem, a material having an electric resistance smaller than the intended electric resistance is used as an axis, and another thin layer having a larger electric resistance is formed on the outer layer thereof.
There is an idea to obtain a desired electric resistance by forming multiple layers.

【0019】しかしながら、このようなやり方では構成
が複雑になってしまう。また、複層にして電気抵抗を制
御しようとするばあい、外層に用いるポリマーは、ポリ
マーの中では電気抵抗の低いものを用いる必要があり、
そのような体積固有抵抗の比較的低い1010Ωcm程度のポ
リマーの代表例としては、ナイロン、ポリウレタン、ポ
リアクリロニトリルやそれらの共重合体などがあげられ
る。しかしながら、これらのポリマーはいずれも極性の
高いポリマーであって、温度、湿度などに大変影響をう
けやすく、その設置環境によって電気抵抗が変化してし
まうという欠点を有する。
However, this method complicates the configuration. Also, when controlling the electrical resistance in a multilayer, the polymer used for the outer layer must be one having a low electrical resistance among the polymers,
Typical examples of such a polymer having a relatively low volume resistivity of about 10 10 Ωcm include nylon, polyurethane, polyacrylonitrile, and their copolymers. However, all of these polymers are highly polar polymers, and are very susceptible to temperature, humidity, etc., and have the drawback that the electrical resistance changes depending on the installation environment.

【0020】なお、ポリエチレンのような体積固有抵抗
が1016Ωcm程度の一般的なポリマーを使用するばあい、
どんなに薄く用いてもシャフトから最外層までの電気抵
抗を106 〜109 Ω程度にすることは不可能である。
When a general polymer having a volume resistivity of about 10 16 Ωcm such as polyethylene is used,
No matter how thinly used, it is impossible to set the electric resistance from the shaft to the outermost layer to about 10 6 to 10 9 Ω.

【0021】以上のような事情により、現在安定した品
質の帯電体を安定してうることは、大変困難なことであ
り、好ましい電気抵抗値を有し、温度や湿度の影響も受
け難く、かつ安定して生産可能な帯電体の出現が待ち望
まれているのが実情である。
Due to the above circumstances, it is very difficult to stably obtain a charged body of stable quality at present, it has a preferable electric resistance value, is hardly affected by temperature and humidity, and The reality is that the appearance of a charged body that can be stably produced is highly desired.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】本発明者らは前記実情に
鑑み、鋭意研究を重ねた結果、マトリックスポリマー中
に導電性物質を均一に分散、安定させた、好ましい電気
抵抗を有する弾性体を安定してうることに成功し、本発
明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted extensive studies in view of the above circumstances, and as a result, have developed an elastic body having a preferable electrical resistance in which a conductive substance is uniformly dispersed and stabilized in a matrix polymer. Succeeded in stable production, and completed the present invention.

【0023】すなわち、本発明は、弾性体マトリックス
ポリマー中に、導電性物質と、前記導電性物質の分散安
定剤として導電性物質と化学的な相互作用を有する物質
とを含有する半導電性弾性体層を有する帯電体に関す
る。
That is, the present invention provides a semiconductive elastic material containing an electroconductive substance and a substance having a chemical interaction with the electroconductive substance as a dispersion stabilizer of the electroconductive substance in an elastic matrix polymer. The present invention relates to a charged body having a body layer.

【0024】[0024]

【作用】導電性物質とともに、導電性物質と化学的な相
互作用を有する物質(分散安定剤)を弾性体マトリック
スポリマー中に含有させると、導電性物質の表面が分散
安定剤で覆われたり、導電性物質とマトリックスポリマ
ーとが橋架けされたりし、該導電性物質同士の相互作用
が弱くなって、導電性物質のマトリックスポリマー中で
の分散が容易になると同時に再凝集しにくくなる。ま
た、分散安定剤により導電通路の形成が阻害されるが、
その阻害のされかたが均一なものとなり、全体として安
定な抵抗がえられる。その結果、電気抵抗の安定した半
導電性弾性体層が形成される。
[Function] When a substance having a chemical interaction with a conductive substance (dispersion stabilizer) is contained in the elastic matrix polymer together with the conductive substance, the surface of the conductive substance is covered with the dispersion stabilizer, The conductive substance and the matrix polymer are bridged, and the interaction between the conductive substances is weakened, so that the conductive substance is easily dispersed in the matrix polymer, and at the same time, it is difficult to re-aggregate. Further, the dispersion stabilizer hinders the formation of the conductive passage,
The inhibition is uniform, and stable resistance is obtained as a whole. As a result, a semiconductive elastic body layer having stable electric resistance is formed.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の帯電体は、導電性物質と、導電性物
質と化学的な相互作用を有する分散安定剤とを弾性体マ
トリックスポリマー中に含有する半導電性弾性体層を有
するものである。
EXAMPLE A charged body of the present invention has a semiconductive elastic body layer containing an electrically conductive substance and a dispersion stabilizer having a chemical interaction with the electrically conductive substance in an elastic matrix polymer. is there.

【0026】前記導電性物質はマトリックスポリマー中
に分散して、これに適度の導電性を与えるものであっ
て、主としてカーボンブラックが使用される。これは、
カーボンブラックは粒子径が細かく、またストラクチャ
ーが発達して導電通路を形成するため、適切な材料を選
択すれば低い充填率で導電性がえられ、補強性、さらに
はコストの低い点なども優れているためである。
The conductive substance is dispersed in the matrix polymer to give it proper conductivity, and carbon black is mainly used. this is,
Since carbon black has a small particle size and a structure develops to form a conductive passage, conductivity can be obtained at a low filling rate by selecting an appropriate material, and it is also excellent in reinforcing property and low cost. This is because

【0027】前記カーボンブラックには、その原料、製
法などによって種々のサイズ、特性を有するものがある
が、本発明においては表面にフェノール性の水酸基やカ
ルボキシル基、2重結合などの官能基が存在し、とくに
ストラクチャーが発達し、粒径の比較的小さい、少ない
量で導電がえられる導電性カーボンが好ましい。
Some of the above carbon blacks have various sizes and characteristics depending on their raw materials, manufacturing methods, etc., but in the present invention, functional groups such as phenolic hydroxyl groups, carboxyl groups and double bonds are present on the surface. In particular, conductive carbon is preferable because it has a well-developed structure, has a relatively small particle size, and has a small amount of conductivity.

【0028】前記導電性物質としてはカーボンブラック
のほかに必要に応じて金属粉末、無機半導電性微粒子、
導電性繊維など、一般の導電性を有する材料を併用して
もよい。このばあい、それらの使用量はカーボンブラッ
ク100 部(重量部、以下同様)に対して500 部以下が好
ましい。
As the conductive substance, in addition to carbon black, if necessary, metal powder, inorganic semiconductive fine particles,
You may use together the material which has general electroconductivity, such as electroconductive fiber. In this case, it is preferable that the amount of use is 500 parts or less with respect to 100 parts of carbon black (parts by weight;

【0029】前記導電性物質と化学的な相互作用を有す
る物質(分散安定剤)とは、前記のごとき導電性物質
と、たとえば化学結合(共有結合、水素結合、イオン結
合など)などの化学的な相互作用により結合し、マトリ
ックスポリマー中に分散した導電性物質の再凝集を防止
し、分散を安定化し、電気抵抗の調節を容易にする作用
を有するものである。そのような物質の具体例として
は、たとえば下記(1) と(2) に示す2つのタイプのもの
があげられる。
The substance having a chemical interaction with the conductive substance (dispersion stabilizer) means a chemical bond (covalent bond, hydrogen bond, ionic bond, etc.) with the conductive substance as described above. It has a function of preventing the re-aggregation of the conductive substance dispersed in the matrix polymer, stabilizing the dispersion, and facilitating the adjustment of the electric resistance. Specific examples of such substances include, for example, two types shown in (1) and (2) below.

【0030】(1) 分子鎖未満または分子鎖内に、官能基
を含むポリマー、オリゴマーなど(以下、変性ポリマー
などともいう)。
(1) Polymers, oligomers and the like (hereinafter also referred to as modified polymers) containing a functional group less than or within the molecular chain.

【0031】前記変性ポリマーなどの官能基は導電性物
質表面の官能基と化学的な相互作用、好ましくは強い相
互作用を有するため、変性ポリマーなどが導電性物質表
面を覆うかたちとなり、マトリックスポリマー中に分散
された導電性物質同士の凝集を防止する。さらに変性ポ
リマーなどとしてマトリックスポリマーと相溶性を有す
るなど親和性が高いものを選択するのが好ましく、その
結果マトリックスポリマーと導電性物質との相互作用が
間接的に増すことになり、マトリックスポリマー中の導
電性物質の分散はなお一層安定化される。
Since the functional group of the modified polymer or the like has a chemical interaction, preferably a strong interaction, with the functional group of the surface of the conductive material, the modified polymer or the like covers the surface of the conductive material, so that The aggregation of the conductive substances dispersed in each other is prevented. Furthermore, it is preferable to select a modified polymer having a high affinity such as having compatibility with the matrix polymer, and as a result, the interaction between the matrix polymer and the conductive substance is indirectly increased. The dispersion of the conductive material is even more stabilized.

【0032】前記変性ポリマー、オリゴマーなどの分子
鎖未満または分子鎖内に存在する官能基としては、たと
えば導電性物質がカーボンブラックのばあい、カーボン
ブラック表面の官能基がフェノール性の水酸基、カルボ
キシル基などであるので、これらの官能基と化学的な相
互作用を有する、たとえば反応するものであればよい。
このような官能基の具体例としては、水酸基、カルボキ
シル基、アミノ基、ニトロ基などがあげられる。
As the functional group existing in the molecular chain of the modified polymer or oligomer such as less than or within the molecular chain, for example, when the conductive substance is carbon black, the functional group on the carbon black surface is a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group. Therefore, any substance that has a chemical interaction with, for example, reacts with, these functional groups may be used.
Specific examples of such a functional group include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group and a nitro group.

【0033】前記変性ポリマー、オリゴマーなどは、導
電性物質の分散安定性の点から官能基以外のポリマーあ
るいはオリゴマー主鎖がマトリックスポリマーにできる
だけ似ている分子構造、つまり相溶性のよい分子構造を
有するものが好ましい。
The modified polymer or oligomer has a molecular structure in which the polymer other than the functional group or the main chain of the oligomer is as similar to the matrix polymer as possible from the viewpoint of dispersion stability of the conductive material, that is, a highly compatible molecular structure. Those are preferable.

【0034】前記変性ポリマー、オリゴマーなどの分子
量は、1000以上が望ましい(オリゴマーは分子量数千ま
でを含む)。これより分子量が小さいと導電性物質の表
面を一定の層となるように覆うことが困難となる。
The molecular weight of the modified polymer or oligomer is preferably 1000 or more (the oligomer includes several thousands of molecular weight). If the molecular weight is smaller than this, it becomes difficult to cover the surface of the conductive material so as to form a uniform layer.

【0035】前記変性ポリマー、オリゴマーなどの例と
しては、たとえば導電性物質がカーボンブラックのばあ
い、たとえば末端水酸基ポリエチレン、末端水酸基ポリ
プロピレン、末端水酸基ポリブタジエンなどの末端水酸
基ポリオレフィンや、末端アミノ基ポリオレフィン、末
端カルボキシル基ポリオレフィンなどがあげられるが、
その他スルホン基、ハロゲン化アリル基、ハロゲン化ア
ルキル基、ハロゲン化アシル基、ニトロ基、アミド基、
ウレタン基、エーテル基、カルボニル基、イミノ基、シ
アノ基、エポキシド基、これらの同族系の基またはこれ
らのイオンなどを有するポリマーやオリゴマーも使用し
うる。さらに前記以外の末端に極性基、反応性基をもつ
ポリマーなども使用可能である。
Examples of the modified polymer, oligomer, etc., when the conductive substance is carbon black, for example, terminal hydroxyl group polyolefin such as terminal hydroxyl group polyethylene, terminal hydroxyl group polypropylene and terminal hydroxyl group polybutadiene, terminal amino group polyolefin, terminal Examples include carboxyl group polyolefins,
Other sulfone groups, halogenated allyl groups, halogenated alkyl groups, halogenated acyl groups, nitro groups, amide groups,
Polymers or oligomers having a urethane group, an ether group, a carbonyl group, an imino group, a cyano group, an epoxide group, a group of these homologous groups, or ions of these can also be used. Further, a polymer having a polar group or a reactive group at the terminal other than the above may be used.

【0036】導電性物質としてカーボンブラックとカー
ボンブラック以外のたとえば無機導電性粒子とを併用す
るばあいも、同様のものが用いられる。いずれにせよ、
その導電性物質の表面に出ている官能基と強い相互作用
を有するものが好ましい。
When carbon black and, for example, inorganic conductive particles other than carbon black are used together as the conductive material, the same material is used. In any case,
Those having a strong interaction with the functional groups appearing on the surface of the conductive substance are preferable.

【0037】(2) 導電性物質と化学的に結合し、マトリ
ックスポリマーと化学的および(または)物理的に結合
しうるカップリング剤など。
(2) A coupling agent which can be chemically bonded to a conductive substance and can be chemically and / or physically bonded to a matrix polymer.

【0038】前記のタイプの物質は一般的なカップリン
グ剤でもよいが、導電性物質表面の官能基と反応するも
のが好ましく、具体例としてはシラン系やチタン系など
の市販のカップリング剤などがあげられる。さらに導電
性物質とマトリックスポリマーのどちらとも化学的に反
応し架橋構造を形成するものが一層好ましい。
The above-mentioned type of substance may be a general coupling agent, but it is preferable that it reacts with the functional group on the surface of the conductive substance, and specific examples include commercially available coupling agents such as silane type and titanium type. Can be given. Furthermore, those that chemically react with both the conductive substance and the matrix polymer to form a crosslinked structure are more preferable.

【0039】このような物質の具体例としては、たとえ
ば導電性物質がカーボンブラックのばあい、ジニトロジ
アミンなどがあげられる。ジニトロジアミンは140 ℃前
後の高温でラジカル解裂してバイラジカルが生成し、こ
れらがマトリックスポリマーおよびカーボンブラックと
を化学的に結合して架橋することにより再凝集を防ぎ、
分散の安定性を改良するものと考えられる。導電性物質
にカーボンブラック以外のたとえば無機導電粒子などを
併用したばあいには一般的なシランカップリング剤やチ
タンカップリング剤も使用できる。
Specific examples of such a substance include dinitrodiamine when the conductive substance is carbon black. Dinitrodiamine cleaves radicals at high temperatures around 140 ° C to produce biradicals, which chemically bond and crosslink with the matrix polymer and carbon black to prevent reaggregation.
It is believed to improve the dispersion stability. When a conductive substance other than carbon black is used in combination with, for example, inorganic conductive particles, a general silane coupling agent or titanium coupling agent can be used.

【0040】(1) のタイプの物質および (2)のタイプの
物質は組合わせて用いてもよく、またそれぞれを単独で
使用してもよい。
The substance of type (1) and the substance of type (2) may be used in combination, or each may be used alone.

【0041】図3は分散安定剤として官能基を有するポ
リマーを、導電性物質としてカーボンブラックを用いた
ばあいの分散安定化の機構の説明図である。図3に示す
ように、カーボンブラック粒子5と分散安定剤6とをマ
トリックスポリマー9中に分散すると、マトリックスポ
リマー9中ではカーボンブラック粒子5の表面上の官能
基と、分散安定剤6中の官能基7とが化学的に強固に相
互作用を起す結果、分散安定剤6がカーボンブラック5
の表面を覆うかたちとなり、かつ分散安定剤6の主鎖8
は周囲のマトリックスポリマー9との高い親和性によっ
てマトリックスポリマー9中に分散し、結果としてカー
ボンブラック5の分散が果たされる。
FIG. 3 is an explanatory view of the mechanism of dispersion stabilization when a polymer having a functional group is used as the dispersion stabilizer and carbon black is used as the conductive substance. As shown in FIG. 3, when the carbon black particles 5 and the dispersion stabilizer 6 are dispersed in the matrix polymer 9, the functional groups on the surface of the carbon black particles 5 and the functional groups in the dispersion stabilizer 6 are dispersed in the matrix polymer 9. As a result of chemically and strongly interacting with the group 7, the dispersion stabilizer 6 becomes carbon black 5.
The main chain 8 of the dispersion stabilizer 6 that covers the surface of the
Is dispersed in the matrix polymer 9 due to its high affinity with the surrounding matrix polymer 9, and as a result, the carbon black 5 is dispersed.

【0042】図4は分散安定剤を使用しなかったばあい
のマトリックスポリマー9中でのカーボンブラック5の
分散状態の説明図である。このばあいにはカーボンブラ
ック粒子5同士が再凝集する結果、その分散状態は非常
にわるいものとなってしまっている。
FIG. 4 is an explanatory view of the dispersed state of the carbon black 5 in the matrix polymer 9 when the dispersion stabilizer is not used. In this case, as a result of re-aggregation of the carbon black particles 5 with each other, the dispersion state becomes very bad.

【0043】本発明に用いる弾性体マトリックスポリマ
ーは、ゴム弾性を有する広範囲の材料から使用環境、使
用条件、さらには分散安定剤との相溶性、反応性などを
考慮して選択される。
The elastic matrix polymer used in the present invention is selected from a wide range of materials having rubber elasticity in consideration of use environment, use conditions, compatibility with a dispersion stabilizer, reactivity and the like.

【0044】前記マトリックスポリマーとしては、たと
えば天然ゴム、スチレン- ブタジエンゴム、アクリロニ
トリル- ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、イソプレン
ゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、エチレン- プロ
ピレンゴムなどのゴムがあげられる。これらのうちで
も、硬度などの点を考慮すると、低結晶性のゴム材を選
ぶことが好ましい。
Examples of the matrix polymer include natural rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, butadiene rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber and the like. Among these, it is preferable to select a rubber material having low crystallinity in consideration of hardness and the like.

【0045】なお、硬度を下げるために可塑剤などを添
加してもよいが、経時変化および環境変化などによって
感光体を汚染するおそれのある物質の表面への析出など
が起こらないようなものを使用するのが好ましい。さら
に圧縮によるゴムの永久歪が大きく、感光体に押しつけ
られる時間が長くなるばあいには、ローラの外周円の形
状が変化するおそれがあるので、この点についても永久
歪の小さいゴム(たとえばEPDM、NBR 、加硫系ゴムな
ど)を使用することが好ましい。
A plasticizer or the like may be added in order to reduce the hardness, but as long as it does not cause deposition of a substance that may contaminate the photoreceptor due to aging and environmental changes, it does not occur. Preference is given to using. Further, if the permanent distortion of the rubber due to compression is large and the pressing time against the photoconductor becomes long, the shape of the outer circumferential circle of the roller may change. , NBR, vulcanized rubber, etc.) are preferably used.

【0046】本発明に用いる半導電性弾性体の電気抵抗
はおおむね105〜1010Ωcm、好ましくは106 〜108 Ωcm
に設定される。ただしこの値はどのような条件で帯電を
行なうか、たとえば感光体の種類や感光体と帯電体間の
電圧などによってかなり違ってくるのでそれぞれの条件
に応じて適宜選択される。基本的に電気抵抗の調整方法
は導電付与材料の量を変えることによって行なわれる。
The electric resistance of the semiconductive elastic body used in the present invention is generally 10 5 to 10 10 Ωcm, preferably 10 6 to 10 8 Ωcm.
Is set to. However, this value varies considerably depending on the conditions under which the charging is performed, for example, the type of the photosensitive member and the voltage between the photosensitive member and the charging member, and is appropriately selected according to each condition. Basically, the electric resistance is adjusted by changing the amount of the conductivity imparting material.

【0047】また、半導電性弾性体の硬度は感光体との
密着性を高めるとともに感光体を傷つけないようにでき
るだけ小さくすることが望ましく、70度(JIS A)以下、
その中でも40度以下が好ましい。
Further, it is desirable that the hardness of the semiconductive elastic body be as small as possible so as to enhance the adhesion to the photoconductor and not damage the photoconductor, and the hardness is 70 degrees (JIS A) or less,
Among them, 40 degrees or less is preferable.

【0048】前記半導電性弾性体における導電性物質の
含有量は、導電性物質の種類、性質(官能基の種類、量
など)、形状(表面積など)、組み合わせて使用する分
散安定剤の種類などによって異なるので、一概に言うこ
とはできない。カーボンブラックのばあいマトリックス
ポリマー 100部に対して10〜30部程度が好ましいばあい
が多いが、 100部程度を必要とするばあいもある。たと
えばカーボンブラックが算術平均粒子径25nm、DBP 吸油
量155ml/100g、 N2 吸着比表面積215m2 /gのもの(たと
えば東海カーボン(株)製のトーカブラック#5500 な
ど)のばあいは10〜30部程度であるが、算術平均粒子径
55nm、DBP 吸油量140ml/100g、 N2 吸着比表面積 32m2
/gのもの(たとえば東海カーボン(株)製、トーカブラ
ック#4300)のばあいは40〜60部程度が用いられる。
The content of the conductive substance in the semiconductive elastic body is determined by the type of the conductive substance, the property (type of functional group, amount, etc.), the shape (surface area, etc.), and the type of dispersion stabilizer used in combination. It depends on the situation, so it cannot be said in a nutshell. In the case of carbon black, about 10 to 30 parts is often preferable with respect to 100 parts of the matrix polymer, but there are cases where about 100 parts are required. For example, if the carbon black has an arithmetic mean particle size of 25 nm, a DBP oil absorption of 155 ml / 100g, and a N 2 adsorption specific surface area of 215 m 2 / g (for example, Tokai Black # 5500 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) Partial size, but arithmetic mean particle size
55nm, DBP oil absorption 140ml / 100g, N 2 adsorption specific surface area 32m 2
In the case of / g (for example, Tokai Black # 4300 manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.), about 40 to 60 parts are used.

【0049】前記半導電性弾性体における分散安定剤の
使用量も導電性物質のばあいと同様に一概には言い難
い。 (1)のタイプの物質のばあい、導電性物質がカーボ
ンブラックのばあいで、通常カーボンブラック 100部に
対して 0.1〜10部、好ましくは0.5 〜5部の範囲であ
る。たとえばカーボンブラックに前記トーカブラック#5
500 を用いたときの分散安定剤として、分子末端NH変性
ワックスを使用したばあい、カーボンブラック100 部に
つき1〜10部が用いられる。
The amount of the dispersion stabilizer used in the semiconductive elastic body cannot be generally stated as in the case of the conductive substance. When the substance of the type (1) is used and the conductive substance is carbon black, it is usually in the range of 0.1 to 10 parts, preferably 0.5 to 5 parts per 100 parts of carbon black. For example, carbon black to Talker Black # 5
When a molecular end NH-modified wax is used as a dispersion stabilizer when 500 is used, 1 to 10 parts are used per 100 parts of carbon black.

【0050】(2) のタイプの物質のばあい、通常は導電
剤 100部に対して 0.1〜10部、好ましくは1〜5部程度
が用いられるが、その種類や導電性物質の種類などによ
って種々の値をとりうるので、必ずしもこの範囲とは限
らない。具体例としては、算術平均粒子径25nm、 DBP吸
油量155ml/100g、 N2 吸着比表面積215m2 /gのカーボン
ブラック(トーカブラック#5500 )の分散安定剤として
スミファイン1162を使用したばあいはカーボンブラック
100部に対して10〜30部で使用され、算術平均粒子径55
nm、 DBP吸油量140ml/100g、 N2 吸着比表面積 32m2 /g
のカーボンブラック(トーカブラック#4300 )を使用し
たばあいには40〜60部の範囲となる。
In the case of the substance of the type (2), usually 0.1 to 10 parts, preferably 1 to 5 parts is used with respect to 100 parts of the conductive agent, but depending on the kind and the kind of the conductive material. Since it can take various values, it is not necessarily within this range. As a specific example, if Sumifine 1162 is used as a dispersion stabilizer for carbon black (Toker Black # 5500) with an arithmetic average particle diameter of 25 nm, DBP oil absorption of 155 ml / 100 g, and N 2 adsorption specific surface area of 215 m 2 / g. Carbon black
Used in 10 to 30 parts per 100 parts, arithmetic average particle size 55
nm, DBP oil absorption 140ml / 100g, N 2 adsorption specific surface area 32m 2 / g
When using carbon black (Toker Black # 4300), the range is 40 to 60 parts.

【0051】分散安定剤は一般に少量の使用で効果のあ
るものが好ましく、量が多くなると表面に移行したり、
半導電性弾性体の物理的性質の低下につながったりする
ので好ましくない。
Generally, it is preferable that the dispersion stabilizer is effective even if it is used in a small amount.
It is not preferable because it may lead to deterioration of physical properties of the semiconductive elastic body.

【0052】前記マトリックスポリマー中に導電性物質
および分散安定剤を含有する半導電性弾性体の調製方法
は分散安定剤のタイプにより異なる。
The method for preparing the semiconductive elastic body containing the conductive substance and the dispersion stabilizer in the matrix polymer depends on the type of the dispersion stabilizer.

【0053】たとえば分散安定剤として(1) のタイプの
物質を、導電性物質としてカーボンブラックを使用する
ばあい、マトリックスポリマー中に両者を同時に加えて
混練するだけでよいが、あらかじめカーボンブラックと
分散安定剤とを混合し、分散安定剤をカーボンブラック
の表面に吸着させておき、そののちマトリックスポリマ
ー中に分散させるばあいには、カーボンブラックの表面
に分散安定剤がより効果的に吸着される。
For example, when a substance of the type (1) is used as a dispersion stabilizer and carbon black is used as a conductive substance, both need only be added to the matrix polymer at the same time and kneaded. When a dispersion stabilizer is mixed and the dispersion stabilizer is adsorbed on the surface of the carbon black and then dispersed in the matrix polymer, the dispersion stabilizer is more effectively adsorbed on the surface of the carbon black. ..

【0054】また、分散安定剤として (2)のタイプの物
質であるカップリング剤を、導電性物質としてカーボン
ブラックを使用するばあい、前記と同様にマトリックス
ポリマー中にカーボンブラックとともにカップリング剤
を入れ、混練を行なってもよいが、まずカーボンブラッ
クと少量のマトリックスポリマーとカップリング剤とを
混練するとともに温度を上昇させて反応をおこさせ、架
橋構造を生成させてからあらためてそれをマトリックス
ポリマー中に分散させる方法がより好ましい。
When a coupling agent, which is a substance of the type (2), is used as a dispersion stabilizer and carbon black is used as a conductive substance, the coupling agent together with carbon black is incorporated into the matrix polymer as described above. It may be put in and kneaded, but first, the carbon black, a small amount of the matrix polymer, and the coupling agent are kneaded, and the temperature is raised to cause a reaction to form a crosslinked structure, which is then re-formed in the matrix polymer. Is more preferable.

【0055】前記半導電性弾性体の層を有する本発明の
帯電体は、たとえば図1に示すような帯電ローラや、図
2に示すような帯電ベルトの形状をとる。帯電体はこれ
らの形状のものに限定されず、その使用箇所に適したた
とえばブレードの形状であってもよい。
The charged body of the present invention having the semiconductive elastic layer has, for example, the shape of a charging roller as shown in FIG. 1 or a charging belt as shown in FIG. The charged body is not limited to these shapes, and may be, for example, a blade shape suitable for the place of use.

【0056】図1に示す帯電ローラでは、芯棒1の外表
面に半導電性弾性体層2が同心円状に形成されている。
帯電ローラのばあい、半導電性弾性体層の厚さは通常1
〜10mmである。
In the charging roller shown in FIG. 1, the semi-conductive elastic body layer 2 is concentrically formed on the outer surface of the core rod 1.
In the case of a charging roller, the thickness of the semiconductive elastic body layer is usually 1
~ 10 mm.

【0057】芯棒1は金属またはそれに準ずる導電体か
らなる。
The core rod 1 is made of metal or a conductor similar thereto.

【0058】前記ローラ形状の帯電体は、たとえば金属
シャフトの外周に導電性接着剤を塗布し、これを金型に
入れ、前記半導電性弾性体となる組成物を添加し、必要
に応じて加硫したのち脱型し、研磨することにより製造
される。
For the roller-shaped charged body, for example, a conductive adhesive is applied to the outer circumference of a metal shaft, placed in a mold, and the composition to be the semiconductive elastic body is added. It is manufactured by vulcanizing, demolding, and polishing.

【0059】図2に示すベルト形状の帯電体では、ベル
トの内側に導電層3が設けられ、その外周に半導電性弾
性体層2が設けられている。ベルトは二本以上の回転軸
4によって駆動され、その回転軸4を一部導電性にする
ことによりベルトに電圧をかけることができる。
In the belt-shaped charged body shown in FIG. 2, the conductive layer 3 is provided inside the belt, and the semiconductive elastic body layer 2 is provided on the outer periphery thereof. The belt is driven by two or more rotary shafts 4, and a voltage can be applied to the belt by making the rotary shafts 4 partially conductive.

【0060】導電層3の外周を形成する半導電性弾性体
層2の厚さは、ベルトに要求される電気抵抗と、半導電
性弾性体層を形成する材料の電気抵抗とによって決定さ
れ、本質的には他の要因の影響を受けない。しかし、実
際的には摩耗や擦傷の発生を考慮する必要があるので、
0.5mm 以上の厚さがあることが好ましい。また、ベルト
形状の帯電体の半導電性弾性体層2の電気抵抗は105
1012Ωcm程度が好ましい。
The thickness of the semiconductive elastic body layer 2 forming the outer periphery of the conductive layer 3 is determined by the electric resistance required for the belt and the electric resistance of the material forming the semiconductive elastic body layer. It is essentially unaffected by other factors. However, in practice it is necessary to consider the occurrence of wear and scratches, so
It is preferable that the thickness is 0.5 mm or more. Further, the electric resistance of the semiconductive elastic body layer 2 of the belt-shaped charged body is 10 5 to
It is preferably about 10 12 Ωcm.

【0061】導電層3としては、金属、導電性フィラー
などを分散させたプラスチック、ゴム材料などからなる
ものを適宜使用すればよい。導電層3はフィルム状の平
滑性は必須ではなく、たとえば導電性繊維の織物や、コ
ード状物をラセン形に巻きつけたものでもよい。また、
ジョイントベルト、シームレスベルトのいずれでもよ
い。
As the conductive layer 3, a layer made of metal, plastic in which conductive filler or the like is dispersed, or rubber material may be appropriately used. The conductive layer 3 is not essential to have a film-like smoothness, and may be, for example, a woven fabric of conductive fibers or a cord-shaped material wound in a spiral shape. Also,
Either a joint belt or a seamless belt may be used.

【0062】前記帯電ベルトは図2に示すような2層構
造のベルトの他、導電層3のない単層構造のベルトであ
ってもよい。
The charging belt may be a belt having a two-layer structure as shown in FIG. 2 or a belt having a single layer structure without the conductive layer 3.

【0063】ベルト形状の半導電性弾性体層の作製方法
としては一般的な押出成形法などにより行なえばよい
が、できるだけ継ぎ目や継ぎ目の段差をなくすようにす
ることが好ましい。
As a method for producing the belt-shaped semiconductive elastic body layer, a general extrusion molding method or the like may be used, but it is preferable to eliminate seams or steps of seams as much as possible.

【0064】以上のように、本発明の帯電体に用いる半
導電性弾性体層においては、たとえば分散安定剤として
変性ポリマー、オリゴマーなどからなる分散安定剤を用
いたばあいには、それらが導電性物質を覆い、この覆わ
れた導電性物質同士の反発作用、変性ポリマーなどとマ
トリックスポリマーなどとの親和性により、また分散安
定剤としてカップリング剤を用いたばあいには、導電性
物質とマトリックスポリマーとの間の橋架け作用によっ
て、導電性物質同士の再凝集が防止され、安定した分散
状態となる。この結果、全体として安定な半導電性の電
気抵抗がえられる。したがって従来技術のごとく複層構
造をとることなく初期の性能をうることができた。
As described above, in the semiconductive elastic body layer used for the charged body of the present invention, when a dispersion stabilizer composed of a modified polymer or oligomer is used as the dispersion stabilizer, they are electrically conductive. Of a conductive substance by covering it with a conductive substance, repulsion between the covered conductive substances, affinity between the modified polymer and the matrix polymer, and when a coupling agent is used as a dispersion stabilizer. Due to the bridging action with the matrix polymer, re-aggregation of the conductive substances is prevented and a stable dispersion state is achieved. As a result, a stable semiconductive electric resistance can be obtained as a whole. Therefore, the initial performance could be obtained without taking the multi-layer structure as in the prior art.

【0065】このように安定した電気抵抗を有する半導
電性弾性体層一層を有する本発明の帯電体を使用する
と、帯電量の安定したしかも均一な帯電が感光体上に実
現され、たとえば電子写真複写機に用いたばあい画像に
むらが生じなくなり、また電気抵抗が低くなりすぎるた
めに起こる感光体への絶縁破壊も防ぐことができる。
As described above, when the charged body of the present invention having one layer of the semiconductive elastic body layer having stable electric resistance is used, stable and uniform charging of the charged amount is realized on the photosensitive member, for example, electrophotography. When used in a copying machine, unevenness in the image does not occur, and it is possible to prevent dielectric breakdown to the photoconductor caused by too low electric resistance.

【0066】以下に実施例に基づき本発明の帯電体をさ
らに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定される
ものではない。
Hereinafter, the charged body of the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.

【0067】実施例1 EPDM(日本合成ゴム(株)製、EP-11 ) 100部、カーボ
ンブラック(東海カーボン(株)製、トーカブラック#
5500)25部、分散安定剤として分子末端変性ワックス
(三洋化成工業(株)製、MP-1049 )5部および加硫剤
としてパークミルD(ジクミルパーオキサイド) 2.7部
とアクリルエステルED(エチレングリコールジメタク
リレート) 2.0部を50〜80℃で10分間混練してゴム組成
物を調製した。ついで直径6mm、長さ238mm のステンレ
スシャフトの突出させる軸部を除く外周部に導電性接着
剤を塗布し、その上からゴム組成物を巻きつけ、金型に
入れて160 ℃、20分間の条件で加硫した。そののち脱型
し、研摩して、長さ224mm 、肉厚3mmの半導電性弾性体
層を有する帯電ローラを作製した。同様にして合計6個
の帯電ローラを作製した。
Example 1 100 parts of EPDM (manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd., EP-11), carbon black (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., Toka Black #)
5500) 25 parts, molecular end modified wax (MP-1049 manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.) as a dispersion stabilizer, 5 parts, and Percumyl D (dicumyl peroxide) 2.7 parts as a vulcanizing agent and acrylic ester ED (ethylene glycol). 2.0 parts of dimethacrylate) was kneaded at 50 to 80 ° C. for 10 minutes to prepare a rubber composition. Then, apply a conductive adhesive to the outer circumference of the stainless steel shaft with a diameter of 6 mm and a length of 238 mm, excluding the protruding part, wrap the rubber composition over it, put it in a mold, and leave it at 160 ° C for 20 minutes. It was vulcanized in. After that, it was removed from the mold and polished to prepare a charging roller having a semiconductive elastic body layer having a length of 224 mm and a thickness of 3 mm. Similarly, a total of 6 charging rollers were manufactured.

【0068】えられた各帯電ローラの電気抵抗を、絶縁
抵抗計を用いてシャフト- 表面間の体積抵抗を測定する
ことにより調べ、そのバラツキを求めたところ、シャフ
ト軸方向、周方向の電気抵抗のバラツキは、表1に示す
ようにいずれもひと桁以内におさまっていた。
The electric resistance of each charging roller thus obtained was examined by measuring the volume resistance between the shaft and the surface using an insulation resistance meter, and the variation was determined. The electric resistance in the shaft axial direction and the circumferential direction was then obtained. As shown in Table 1, the variation of No. 1 was within one digit.

【0069】なお、以下の実験から本実施例の帯電ロー
ラの半導電性帯電体層は、分散安定剤とカーボンブラッ
クとが化学的相互作をしているということができる。
From the following experiment, it can be said that the dispersion stabilizer and the carbon black chemically interact with each other in the semiconductive charging member layer of the charging roller of this embodiment.

【0070】(A) カーボンブラック、ゴム、分散安定剤
の混練物を、加硫することなく溶剤(ゴムがEPDMのばあ
いは熱トルエン)に溶解し、カーボンブラックだけをと
りだした。溶剤は多く使用しカーボンブラックの洗浄を
含めた。
(A) A kneaded product of carbon black, rubber and a dispersion stabilizer was dissolved in a solvent (hot toluene when the rubber was EPDM) without vulcanization, and only carbon black was taken out. A lot of solvent was used and carbon black cleaning was included.

【0071】えられたカーボンブラックを再び新らしい
前記溶剤に混合したところ、カーボンブラックの沈降速
度は、分散安定剤を含まない同様の系の処理でえられた
カーボンブラックに比べて低下した。このことは分散安
定剤がカーボンブラックの表面に、溶剤によっては除か
れない状態で、すなわち化学的な相互作用でもって、結
合していることを示している。
When the obtained carbon black was mixed again with the new solvent, the sedimentation rate of carbon black was lower than that of the carbon black obtained by the same system treatment containing no dispersion stabilizer. This indicates that the dispersion stabilizer is bound to the surface of carbon black in a state where it is not removed by the solvent, that is, by chemical interaction.

【0072】(B) また、カーボンブラックと分散安定剤
としての分子末端変性ワックスの混合物をワックスの溶
剤に添加した。添加量はカーボンブラック、ワックスそ
れぞれが1%未満となる量であった。この際のカーボン
ブラックの沈降速度は、分散安定剤を加えないばあいの
カーボンブラックに比べて1/10以下であった。これはカ
ーボンブラックと分散安定剤である分子末端変性ワック
スとの強い相互作用による結合のあることを示すもので
ある。
(B) Further, a mixture of carbon black and a molecular terminal modified wax as a dispersion stabilizer was added to the wax solvent. The addition amount was such that each of carbon black and wax was less than 1%. The sedimentation rate of carbon black at this time was 1/10 or less as compared with carbon black without the addition of the dispersion stabilizer. This indicates that there is a bond due to a strong interaction between the carbon black and the molecular terminal-modified wax that is the dispersion stabilizer.

【0073】また、えられた帯電ローラを実際に電子写
真プリンター(キャノン(株)製のLX)にとりつけ、
画像の品質を調べたところ、表1に示すように初期画像
において安定した画像品質がえられた。
The charging roller thus obtained was actually attached to an electrophotographic printer (LX manufactured by Canon Inc.),
When the image quality was examined, as shown in Table 1, stable image quality was obtained in the initial image.

【0074】実施例2 天然ゴム(リブドスモークドシート、RSS-3号)100
部、カーボンブラック(実施例1と同一のもの)27部お
よび分散安定剤(住友化学工業(株)製、スミファイン
1162)2部を140 ℃で10分間混練し、そののち温度を下
げ、加硫剤として酸化亜鉛3部、イオウ1.5 部、加硫促
進剤CZ(N-シクロヘキシル-2- ベンゾチアゾールサルフ
ェンアミド)1.0 部を加えて50〜80℃で10分間混練して
ゴム組成物を調製した。
Example 2 Natural rubber (ribbed smoked sheet, RSS-3) 100
Part, carbon black (the same as in Example 1) 27 parts, and a dispersion stabilizer (Sumitomo Chemical Co., Ltd., Sumifine
1162) 2 parts were kneaded at 140 ° C for 10 minutes, then the temperature was lowered, and 3 parts zinc oxide as a vulcanizing agent, 1.5 parts sulfur, a vulcanization accelerator CZ (N-cyclohexyl-2-benzothiazole sulfenamide) A rubber composition was prepared by adding 1.0 part and kneading at 50 to 80 ° C. for 10 minutes.

【0075】なお本実施例におけるカーボンブラックと
分散安定剤とが相互作用によって結合していることは、
下記の実験によって確かめられた。
The fact that the carbon black and the dispersion stabilizer in this example are bound to each other by interaction means that
It was confirmed by the following experiment.

【0076】実施例2の組成物および実施例2において
分散安定剤を加えない組成物を、それぞれ加硫後60℃で
粘弾性特性の評価を行った。
The composition of Example 2 and the composition of Example 2 containing no dispersion stabilizer were evaluated for viscoelastic properties at 60 ° C. after vulcanization.

【0077】粘弾性の測定はRSA-II(Rheometrics社製)
によった。
RSA-II (manufactured by Rheometrics) was used to measure viscoelasticity.
According to

【0078】E´およびE″の測定値から式(1) により
tan δを算出した。
From the measured values of E ′ and E ″, according to the equation (1),
tan δ was calculated.

【0079】[0079]

【数1】 [Equation 1]

【0080】 分散剤なし 分散剤使用 tan δ 0.070 0.057 E′(×107 N/m2 ) 1.38 1.43 E″(×106 N/m2 ) 0.97 0.82 但し tan δ:損失正切 E′:貯蔵弾性率 E″:損失弾性率 E′が分散剤使用のばあいの値のほうが大きいことは、
カーボンとポリマーとの相互作用が増加したため、ポリ
マーの運動性が拘束され、その結果ポリマーの弾性が大
きくなったことを示す。
No dispersant used Dispersant tan δ 0.070 0.057 E ′ (× 10 7 N / m 2 ) 1.38 1.43 E ″ (× 10 6 N / m 2 ) 0.97 0.82 However, tan δ: Loss normal cut E ′: Storage elasticity Modulus E ″: loss elastic modulus E ′ is larger when the dispersant is used,
It is shown that due to the increased interaction between the carbon and the polymer, the mobility of the polymer is restricted and, as a result, the elasticity of the polymer is increased.

【0081】E″が分散剤使用のばあいの値のほうが小
さいことは、カーボンとポリマーとの相互作用が増加し
たため、ポリマーの運動性が拘束され、その結果ポリマ
ーのもつ粘性が低下したことを示す。
The smaller value of E ″ when the dispersant is used indicates that the mobility of the polymer is restricted due to the increased interaction between the carbon and the polymer, and as a result, the viscosity of the polymer is lowered. ..

【0082】分散剤使用のばあいのtan δの値のほうが
不使用のばあいより小さいことは式(1) から明らかなご
とくカーボンブラックとポリマーとがカップリング剤を
介して、相互作用が増加したためカーボンブラック表面
で発生するエネルギーロスを低下させたことによるもの
である。
The value of tan δ when the dispersant is used is smaller than that when the dispersant is not used, as is clear from the formula (1), because the interaction between the carbon black and the polymer is increased through the coupling agent. This is because the energy loss generated on the surface of carbon black was reduced.

【0083】えられたゴム組成物を用いて実施例1と同
様にして帯電ローラを作製し、実施例1と同様に評価し
たところ、シャフト軸方向、周方向の電気抵抗のバラツ
キは、表1に示すようにいずれもひと桁以内におさまっ
ていた。
Using the rubber composition thus obtained, a charging roller was produced in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, variations in electric resistance in the shaft axial direction and the circumferential direction are shown in Table 1. As shown in, both were within one digit.

【0084】また、前記電子プリンターに用いたばあ
い、初期画像において安定した画像品質がえられた。
When used in the electronic printer, stable image quality was obtained in the initial image.

【0085】比較例1〜2 実施例1〜2におけるゴム組成物調製の際にそれぞれ分
散安定剤を除いたほかは実施例1〜2と同様にして帯電
ローラを作製し、同様に評価したところ、シャフト軸方
向、周方向の電気抵抗のバラツキは、表1に示すように
いずれも2桁以上であった。
Comparative Examples 1-2 A charging roller was prepared and evaluated in the same manner as in Examples 1-2, except that the dispersion stabilizer was removed during the preparation of the rubber compositions in Examples 1-2. As shown in Table 1, the variations in the electrical resistance in the axial direction of the shaft and the circumferential direction were at least two digits.

【0086】また、電子プリンターに用いたところ、表
1に示すように画像に黒いむらの部分が生じたり、感光
体の小さな傷によってリークが起こって黒いスジが入っ
ていた。
Further, when used in an electronic printer, as shown in Table 1, a black uneven portion was generated in the image, or a small scratch on the photoconductor caused a leak to cause a black streak.

【0087】[0087]

【表1】 [Table 1]

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明の帯電体は電気抵抗のバラツキが
小さく、感光体への一様な帯電が可能であり、たとえば
電子写真複写機に用いたばあいには安定した品質の画像
がえられる。また、本発明の帯電体は電気抵抗の均一な
単層のものなので、容易に安価に作製しうる。
EFFECT OF THE INVENTION The charged body of the present invention has a small variation in electric resistance and can uniformly charge the photosensitive body. For example, when it is used in an electrophotographic copying machine, a stable quality image can be obtained. Be done. Since the charged body of the present invention is a single layer having a uniform electric resistance, it can be easily manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】ローラ形状の帯電体の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a roller-shaped charged body.

【図2】ベルト形状の帯電体の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a belt-shaped charged body.

【図3】マトリックスポリマー中におけるカーボンブラ
ック粒子と分散安定剤との分散状態の機構の説明図であ
る。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a mechanism of a dispersed state of carbon black particles and a dispersion stabilizer in a matrix polymer.

【図4】マトリックスポリマー中における分散安定剤を
用いなかったばあいのカーボンブラック粒子の分散状態
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a dispersed state of carbon black particles when a dispersion stabilizer is not used in a matrix polymer.

【図5】ローラ形状の帯電体を用いた接触帯電装置の概
略断面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a contact charging device using a roller-shaped charging member.

【図6】ベルト形状の帯電体を用いた接触帯電装置の概
略断面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a contact charging device using a belt-shaped charging body.

【符号の説明】 2 半導電性弾性体層 5 カーボンブラック粒子 6 分散安定剤 7 官能基 8 主鎖 9 マトリックスポリマー[Explanation of symbols] 2 semi-conductive elastic layer 5 carbon black particles 6 dispersion stabilizer 7 functional group 8 main chain 9 matrix polymer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 弾性体マトリックスポリマー中に、導電
性物質と、前記導電性物質の分散安定剤として導電性物
質と化学的な相互作用を有する物質とを含有する半導電
性弾性体層を有する帯電体。
1. A semiconductive elastic body layer containing a conductive substance and a substance having a chemical interaction with the conductive substance as a dispersion stabilizer of the conductive substance, in an elastic matrix polymer. Charged body.
【請求項2】 前記導電性物質がカーボンブラックであ
る請求項1記載の帯電体。
2. The charged body according to claim 1, wherein the conductive substance is carbon black.
【請求項3】 前記導電性物質がカーボンブラックおよ
びカーボンブラック以外の導電性物質との混合物である
請求項1記載の帯電体。
3. The charged body according to claim 1, wherein the conductive substance is a mixture of carbon black and a conductive substance other than carbon black.
【請求項4】 前記導電性物質と化学的な相互作用を有
する物質が、分子鎖末端または分子鎖内に官能基を含む
ポリマーまたはオリゴマーである請求項1記載の帯電
体。
4. The charged body according to claim 1, wherein the substance having a chemical interaction with the conductive substance is a polymer or an oligomer having a functional group at the terminal or in the molecular chain.
【請求項5】 前記導電性物質と化学的な相互作用を有
する物質が、導電性物質と化学的に結合し、マトリック
スポリマーと化学的および(または)物理的に結合しう
るカップリング剤である請求項1記載の帯電体。
5. The coupling agent, wherein the substance having a chemical interaction with the conductive substance is a coupling agent capable of chemically bonding with the conductive substance and chemically and / or physically with the matrix polymer. The charged body according to claim 1.
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