JPH06324554A - Electrostatic charging member and electrostatic charging device using same - Google Patents
Electrostatic charging member and electrostatic charging device using sameInfo
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- JPH06324554A JPH06324554A JP13525693A JP13525693A JPH06324554A JP H06324554 A JPH06324554 A JP H06324554A JP 13525693 A JP13525693 A JP 13525693A JP 13525693 A JP13525693 A JP 13525693A JP H06324554 A JPH06324554 A JP H06324554A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、複写機、ファクシミ
リ、プリンター等の画像形成装置等に採用される帯電用
部材及びこれを用いた帯電装置に係り、詳しくは、帯電
用部材を帯電対象物に接触させて均一な帯電を行うため
の改良に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging member used in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer and the like, and a charging device using the charging member. The present invention relates to an improvement for uniform charging by contacting with.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、帯電用部材を帯電対象物に接触さ
せて帯電を行うものとしては、種々のものが知られてい
る。例えば、特開昭56−132356号公報には、ロ
ーラ状に形成した帯電用部材への電圧印加を定電流型電
源を用いて行うことが開示されている。また特開昭63
−149668号公報には、帯電を均一にするために、
帯電用ローラに印加する電圧として、帯電開始電圧(V
th)の2倍以上のピーク間電圧をもつ交流電圧を印加
することが開示されている。また特開平3−15647
6号公報には、帯電用ローラへの電圧印加を交流電圧に
直流電圧を重畳した電圧を用い、かつ交流定電流制御を
行なうことが開示されている。なお、帯電用部材ではな
いが、特開昭63−189976号公報には、ウレタン
ゴム現像ロールの抵抗を中抵抗にするためにウレタンゴ
ムにアルカリ金属塩を添加して低抵抗化した現像ローラ
が開示されている。2. Description of the Related Art Heretofore, various types have been known for charging a charging member by contacting it with an object to be charged. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-132356 discloses that a constant current type power source is used to apply a voltage to a roller-shaped charging member. In addition, JP-A-63
In Japanese Patent Publication No. 149668, in order to make the charging uniform,
As the voltage applied to the charging roller, the charging start voltage (V
It is disclosed that an AC voltage having a peak-to-peak voltage that is at least twice that of th) is applied. In addition, JP-A-3-15647
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6 discloses that a voltage obtained by superimposing a DC voltage on an AC voltage is used to apply a voltage to the charging roller, and AC constant current control is performed. Although not a charging member, JP-A-63-189976 discloses a developing roller having a urethane rubber developing roll with a low resistance by adding an alkali metal salt to the medium resistance. It is disclosed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来、電子写真方式の
画像形成装置において、感光体表面を一様に全面帯電す
るための帯電手段としては、コロナ放電器が広く利用さ
れている。このコロナ放電器にあっては、感光体をある
一定の電位に均一に帯電する手段としては有効である
が、反面コロナ放電による帯電処理にあっては、高圧電
源を必要とし、放電に伴いオゾンが発生する。オゾンが
大量に発生すると環境に悪影響を及ぼすばかりでなく、
オゾンによって帯電用部材、感光体などが劣化するとい
う問題も発生した。Conventionally, in an electrophotographic image forming apparatus, a corona discharger has been widely used as a charging means for uniformly charging the entire surface of the photoconductor. This corona discharger is effective as a means for uniformly charging the photoconductor to a certain constant potential, but on the other hand, the charging process by corona discharge requires a high voltage power source and ozone Occurs. Not only will the environment be adversely affected if a large amount of ozone is generated,
There is also a problem that ozone deteriorates the charging member and the photoconductor.
【0004】そこで、上記のように、上記コロナ放電器
に代えて、例えば図1(a)に示すような帯電用ローラ
100を感光体ドラム101に接触、従動回転させて、
帯電用ローラ100の芯金102に電源103から電圧
を印加して感光体ドラム101表面を帯電させる帯電用
ローラ100が提案され、また実用化されている。これ
によれば、この帯電手段としての帯電用ローラ100の
電源103の低電圧化をはかることができ、帯電処理に
起因するオゾンの発生量が少ないという利点を有してい
る。Therefore, as described above, instead of the corona discharger, for example, a charging roller 100 as shown in FIG. 1A is brought into contact with the photosensitive drum 101 and driven to rotate,
A charging roller 100 that applies a voltage from a power source 103 to a core metal 102 of the charging roller 100 to charge the surface of the photosensitive drum 101 has been proposed and put into practical use. According to this, it is possible to reduce the voltage of the power supply 103 of the charging roller 100 as the charging means, and there is an advantage that the amount of ozone generated due to the charging process is small.
【0005】ところが、帯電の均一性に関しては、コロ
ナ放電器による帯電処理と比較してかなり劣るのが現状
である。上記特開昭63−149668号公報の「接触
帯電方法」は、この帯電の均一性を改善するためのもの
であるが直流電圧印加時の帯電開始電圧(Vth)の2
倍以上のピーク間電圧をもつ交流電圧を印加するため、
DC電源とは別にAC電源が必要となり、装置自体のコ
ストアップを招き、さらに感光体の帯電位にはほとんど
寄与しない無駄なAC電流を多量に消費することにとも
ない電源コストが上昇するばかりでなく、多量のオゾン
が発生し、その結果、帯電用部材、感光体の劣化を招く
恐れがある。However, at present, the uniformity of charging is considerably inferior to that of the charging process using a corona discharger. The "contact charging method" of JP-A-63-149668 is intended to improve the uniformity of the charging, but the charging start voltage (Vth) of 2 when a DC voltage is applied is set.
To apply an AC voltage with a peak-to-peak voltage more than double,
In addition to the DC power supply, an AC power supply is required, which leads to an increase in the cost of the apparatus itself, and also consumes a large amount of useless AC current that hardly contributes to the charged position of the photoconductor, which not only increases the power supply cost. However, a large amount of ozone is generated, which may result in deterioration of the charging member and the photoconductor.
【0006】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、従来に比してより均
一な帯電を可能にする帯電用部材及びこれを用いた帯電
装置を提供することである。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a charging member that enables more uniform charging as compared with the conventional case, and a charging device using the charging member. It is to be.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1の発明は、導電性支持体上に所定の電気
抵抗を有する抵抗層を備え、かつ該所定電気抵抗層上に
表面層を備えた帯電用部材において、該抵抗層が、ベー
ス材料にスルホン酸塩が含有された材料により形成され
ていることを特徴とする帯電用部材。In order to achieve the above object, the invention of claim 1 comprises a resistance layer having a predetermined electric resistance on a conductive support, and the predetermined electric resistance layer is provided on the resistance layer. A charging member having a surface layer, wherein the resistance layer is formed of a material containing a sulfonate in a base material.
【0008】また、請求項2の発明は、請求項1の帯電
用部材において、上記ベース材料が有極性ゴムであるこ
とを特徴とするのである。The invention according to claim 2 is the charging member according to claim 1, wherein the base material is a polar rubber.
【0009】また、請求項3の発明は、請求項1の帯電
用部材において、上記表面層は溶剤可溶性フッ素系樹脂
を主体に構成されていることを特徴とするのである。According to a third aspect of the present invention, in the charging member according to the first aspect, the surface layer is mainly composed of a solvent-soluble fluororesin.
【0010】また、請求項4の発明は、請求項3の帯電
用部材において、上記溶剤可溶性フッ素樹脂はフルオロ
オレフィンと水酸基含有ビニルエーテルを構成成分とし
た含フッ素共重合体をイソシアネートで架橋して得られ
る含フッ素架橋共重合体であることを特徴とするのであ
る。According to a fourth aspect of the invention, in the charging member according to the third aspect, the solvent-soluble fluororesin is obtained by crosslinking a fluorocopolymer having fluoroolefin and vinyl ether having a hydroxyl group as constituent components with isocyanate. It is characterized by being a fluorine-containing cross-linked copolymer.
【0011】請求項5の発明は、帯電用部材を像担持体
に接触させた状態で該帯電用部材に電圧を印加する帯電
装置において、該帯電用部材として請求項1の帯電用部
材を用い、かつ、上記導電性支持体に印加する電圧とし
て直流電圧を用いたことを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in a charging device for applying a voltage to the charging member while the charging member is in contact with the image carrier, the charging member according to the first aspect is used as the charging member. In addition, a direct current voltage is used as the voltage applied to the conductive support.
【0012】[0012]
【作用】本発明者は、従来の帯電用ローラ(一般には導
電性弾性層表面に樹脂のオーバーコート層を有する)が
DC電圧の印加のみでは、なぜ帯電ムラが発生してしま
うのかを検討した結果、導電性弾性層が合成ゴムとカー
ボンブラックの分散系であることに起因していることを
見い出した。この事実は、従来の帯電用ローラの導電性
弾性層(合成ゴムとカーボンブラックとの分散系)をカ
ーボンブラックなどの導電性粒子を含まない有極性ゴム
材料に置き換えた帯電用ローラを用いて実験した結果判
明したのである。The present inventor has examined why the conventional charging roller (generally having a resin overcoat layer on the surface of the conductive elastic layer) causes charging unevenness only by applying a DC voltage. As a result, they found that the conductive elastic layer was a dispersion system of synthetic rubber and carbon black. This fact is demonstrated by using a charging roller in which the conductive elastic layer (dispersion system of synthetic rubber and carbon black) of a conventional charging roller is replaced with a polar rubber material containing no conductive particles such as carbon black. It turned out as a result.
【0013】ここで、有極性ゴム(または極性ゴム)は
ポリマ中に極性基を有するゴムを云いたとえばエピクロ
ルヒドリンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム、クロロ
プレンゴム、アクリルゴムは−Cl、−CN、−NH、
−COOの極性基を有している。これに対し天然ゴム、
スチレン−ブタジエンゴム、ブチルゴムなどの極性基を
含まないゴムを非極性ゴムという。Here, the polar rubber (or polar rubber) means a rubber having a polar group in a polymer. For example, epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, urethane rubber, chloroprene rubber, and acrylic rubber are --Cl, --CN, --NH.
It has a polar group of -COO. On the other hand, natural rubber,
Rubbers containing no polar groups such as styrene-butadiene rubber and butyl rubber are called non-polar rubbers.
【0014】すなわち、従来の帯電用ローラの帯電ムラ
は、カーボンブラック/合成ゴムの分散不良による導電
性弾性層の電気的不均一性によるものであり、有極性ゴ
ムの使用により帯電ムラを解消し、さらに低温低湿下で
もローラ層の体積抵抗の上昇変動が少なく安定した帯電
電位が得られる。そして、本発明者は、有極性ゴムなど
のベース材料のみでは所望の抵抗を得られない場合に、
カーボンブラックのような不具合が生じない低抵抗化の
ための物質を種々検討したところ、スルホン酸塩を含有
させることが有効であることを見出した。このスルホン
酸塩を含有させたベース材料を用いる場合に帯電ムラが
生じないのは、スルホン酸塩もカーボンブラックと同様
に、有極性ゴムなどのベース材料中で化学反応すること
なく、厳密にはベース材料中に分散された形で存在する
が、その1つ1つの分散単位がカーボンブラックに比し
て格段に小さくことによる。従って、ベース材料として
は上記有極性ゴムに限られず、無極性ゴムなどであって
も、同様に帯電ムラなどを解消できる。但し、ベース材
料として無極性ゴムなどを用いる場合には、所望の層抵
抗にするため、比較的多量のスルホン酸塩を含有させる
ことになるので、スルホン酸塩のブリードアウト現象の
発生によって帯電対象物表面の汚染などに対する対策が
必要になる場合がある。That is, the charging unevenness of the conventional charging roller is due to electrical non-uniformity of the conductive elastic layer due to poor dispersion of carbon black / synthetic rubber, and the use of polar rubber eliminates the charging unevenness. Further, even under low temperature and low humidity, the increase in volume resistance of the roller layer is small and a stable charging potential can be obtained. Then, the present inventor, when the desired resistance cannot be obtained only by the base material such as polar rubber,
As a result of various studies on substances such as carbon black for lowering resistance that does not cause problems, it has been found that inclusion of a sulfonate is effective. When the base material containing the sulfonate is used, uneven charging does not occur. Sulfonate, like carbon black, does not chemically react in the base material such as polar rubber. It exists in the form of being dispersed in the base material, but each of the dispersing units is remarkably smaller than carbon black. Therefore, the base material is not limited to the above-mentioned polar rubber, and non-polar rubber or the like can also eliminate the charging unevenness. However, when non-polar rubber is used as the base material, a relatively large amount of sulfonate is contained in order to achieve the desired layer resistance. It may be necessary to take measures against contamination of the surface of the object.
【0015】[0015]
【実施例】本発明を画像形成装置における像担持体とし
ての感光体ドラムを一様帯電するための帯電装置に適用
した実施例について説明する。図1(b)は、DC電圧
印加のみで、即ちAC電圧を重畳(DC+AC)しなく
とも、均一帯電が可能で、しかも低温、低湿下でも帯電
電位の変動を少なくできる帯電用ローラの概略構成を示
すものである。同図において、芯金201上に厚さ1〜
5mmの有極性ゴム(エピクロルヒドリンゴム、ニトリル
ゴム、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム
など)にスルホン酸塩を含有した弾性層202が形成さ
れている。この弾性層202の体積抵抗としては106
〜108Ω・cmの範囲が好ましい。更にその上に厚さ5〜
50μmの非粘着性樹脂からなる表面層203が形成さ
れている。この表面層203は帯電用ローラ表面へのト
ナー、紙粉などの付着を防止して長期間にわたって帯電
の均一性を維持させるために形成されていて、少なくと
も溶剤可溶性フッ素樹脂を主体とした中抵抗した物質に
よって形成されている。この表面層203の体積抵抗と
しては108〜1010Ω・cmの範囲が好ましい。EXAMPLE An example in which the present invention is applied to a charging device for uniformly charging a photosensitive drum as an image carrier in an image forming apparatus will be described. FIG. 1B is a schematic configuration of a charging roller that can perform uniform charging only by applying a DC voltage, that is, without superimposing an AC voltage (DC + AC), and can reduce fluctuations in charging potential even at low temperature and low humidity. Is shown. In the figure, the thickness of 1
An elastic layer 202 containing a sulfonate in a polar rubber (epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, urethane rubber, chloroprene rubber, acrylic rubber, etc.) of 5 mm is formed. The volume resistance of the elastic layer 202 is 10 6
The range of 10 8 Ω · cm is preferable. On top of that, a thickness of 5
A surface layer 203 made of non-adhesive resin having a thickness of 50 μm is formed. The surface layer 203 is formed to prevent toner, paper powder, etc. from adhering to the surface of the charging roller and maintain the charging uniformity for a long period of time. It is formed by the substance. The volume resistance of the surface layer 203 is preferably in the range of 10 8 to 10 10 Ω · cm.
【0016】本発明に用いられるスルホン酸塩としては
芳香族スルホン酸塩系のベゼンスルホン酸塩、P−トル
エンスルホン酸塩、ナフタリン−β−スホン酸塩など、
また脂肪族スルホン酸塩系のエタンスルホン酸塩、アリ
ルスルホン酸塩、等を挙げることができる。なお、塩を
形成する元素としては、カリウム、ナトリウム、リチウ
ムなどが挙げられる。The sulfonates used in the present invention include aromatic sulfonate-based bezene sulfonates, P-toluene sulfonates, naphthalene-β-sulfonates, and the like.
Further, aliphatic sulfonate-based ethane sulfonate, allyl sulfonate, and the like can be mentioned. Note that examples of the element that forms a salt include potassium, sodium, lithium, and the like.
【0017】また、表面層に使用される溶剤可溶性フッ
素樹脂は、フルオロオレフィンと炭化水素ビニルエーテ
ルとの共重合反応によって得られる非晶質ポリマであ
る。この樹脂のフッ素含有率は25〜32wt%と比較
的低いがフルオロオレフィンと炭化水素ビニルエーテル
が交互に配列した鎖構造をもつ交互重合体であり化学的
に安定であり耐久性に優れている。また、このポリマは
有機溶剤に可溶であるので塗装後ポリマを架橋し塗膜に
耐溶剤性を付与する必要があるが、このためには反応性
に富んだ水酸基含有ビニルエーテルを共重合しイソシア
ネートによる架橋が容易に起こる樹脂とすることが好ま
しい。The solvent-soluble fluororesin used for the surface layer is an amorphous polymer obtained by a copolymerization reaction of fluoroolefin and hydrocarbon vinyl ether. This resin has a relatively low fluorine content of 25 to 32 wt%, but is an alternating polymer having a chain structure in which fluoroolefins and hydrocarbon vinyl ethers are alternately arranged, and is chemically stable and excellent in durability. In addition, since this polymer is soluble in organic solvents, it is necessary to crosslink the polymer after coating to impart solvent resistance to the coating film.For this purpose, a highly reactive hydroxyl group-containing vinyl ether is copolymerized to produce an isocyanate. It is preferable to use a resin that can be easily cross-linked by.
【0018】本発明の弾性層の組成物は上記の有極性ゴ
ム100重量部に対し上記スルホン酸塩の添加量が0.
2〜2.0重量部の範囲が好ましい。スルホン酸塩の添
加量が0.2重量部以下では目的とする体積抵抗を得る
ことが難しく、また2.0重量部を超えるとスルホン酸
塩のブリードアウト現象がみられるようになり、電子写
真感光体(OPCなど)表面などを汚染することによっ
て異常画像の発生原因となったりゴムの成形性が失われ
たりする。In the composition of the elastic layer of the present invention, the amount of the sulfonate added is 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the polar rubber.
A range of 2 to 2.0 parts by weight is preferable. If the amount of sulfonate added is 0.2 parts by weight or less, it is difficult to obtain the desired volume resistance, and if it exceeds 2.0 parts by weight, the bleed-out phenomenon of sulfonate comes to be observed. Contamination of the surface of the photoconductor (OPC, etc.) may cause an abnormal image or lose the rubber moldability.
【0019】以上の帯電用ローラと帯電均一性をAC重
畳に任せる従来の帯電用ローラ(特開昭64−7336
4号公報、同64−73367号公報)とでは自づとそ
の電気特性(R、C)およびローラ層構成が大きく相違
している。すなわち、AC重畳型は導電性弾性層(カー
ボンブラックなどの導電性粒子を分散させたゴム層)と
表面抵抗層よりなり、表面抵抗層がコンデンサーとして
機能するため、静電容量が大きくAC重畳による帯電均
一化効果が大である。これに対し本発明のDC型はロー
ラ層が抵抗体としてはたらく(静電容量が小さい)ため
AC重畳しても帯電均一性にはあまり寄与しない。A conventional charging roller which leaves the above charging roller and charging uniformity to AC superimposition (Japanese Patent Laid-Open No. 64-7336).
4 and 64-73367), the electric characteristics (R, C) and the roller layer structure are largely different. That is, the AC superposition type is composed of a conductive elastic layer (a rubber layer in which conductive particles such as carbon black are dispersed) and a surface resistance layer. Since the surface resistance layer functions as a capacitor, the capacitance is large and AC superposition The effect of uniformizing the charge is great. On the other hand, in the DC type of the present invention, the roller layer functions as a resistor (small electrostatic capacity), and therefore AC superposition does not contribute much to charging uniformity.
【0020】以下、より詳細に実施例を説明する。 〔実施例1,2、比較例1〕まず、表1を用いて、実施
例1,2及び比較例1について説明する。この表1は、
弾性ローラの弾性層を構成する材料の配合物の種類及び
配合量(単位は重量部)、後述する測定方法による弾性
ローラの体積抵抗値、表面層を形成して完成させた帯電
用ローラについて後述する画像試験の結果などを示して
いる(表2〜表5においても同様)。 (以下、余白)The embodiment will be described in more detail below. Examples 1 and 2, Comparative Example 1 First, Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 will be described with reference to Table 1. This table 1
The type and amount (unit: parts by weight) of the compound of the material forming the elastic layer of the elastic roller, the volume resistance value of the elastic roller by the measurement method described below, and the charging roller completed by forming the surface layer are described below. The results of the image test are shown (the same applies to Tables 2 to 5). (Hereafter, margin)
【表1】 [Table 1]
【0021】表1に示す各実施例においては、まず、エ
ピクロルヒドリンゴム〔商品名:エピクロマCG(ダイ
ソー社製)〕とスルホン酸塩の配合物を8インチの二本
ロールで約15分間混練(混練時の二本ローラの表面温
度をP−トルエンスルホン酸ナトリウムの場合は90
℃、アリルスルホン酸ナトリウムの場合は50℃、スル
ホン酸塩の無添加の場合は50℃に維持する)した後、
φ8×340mmのステンレス性芯金201上に、170
℃×15分間の加硫条件でφ14×305mmになるよう
に成形し、ローラ形状帯電用部材の中抵抗弾性層202
を設けた。一方比較例においても配合物に関する以外は
同様にして弾性層を設けた。なお、いずれの実施例及び
比較例においても、表1中の「その他」の配合物とし
て、炭酸カルシウム〔ホワイトンSO(白石カルシウム
社製)〕30重量部、加硫促進剤〔ノクセラTT(大内
新興化学社製)〕1.0重量部、〔ノクセラDM(大内
新興化学社製)〕1.5重量部、及び、加硫剤〔サルフ
ァックスPMC(鶴見化学社製)〕0.25重量部を配
合した。In each of the examples shown in Table 1, first, a mixture of epichlorohydrin rubber [trade name: Epichroma CG (manufactured by Daiso Co.)] and a sulfonate is kneaded with an 8-inch two-roll for about 15 minutes (kneading). The surface temperature of the two rollers at this time is 90 in the case of sodium P-toluenesulfonate.
C., 50.degree. C. for sodium allyl sulfonate, and 50.degree. C. if no sulfonate is added)
170 on φ8 × 340mm stainless steel core 201
Molded to have a diameter of 14 × 305 mm under vulcanization conditions of 15 ° C. for 15 minutes, and a medium resistance elastic layer 202 for roller-shaped charging member is formed.
Was set up. On the other hand, also in the comparative example, an elastic layer was provided in the same manner except for the composition. In all Examples and Comparative Examples, 30 parts by weight of calcium carbonate [Whiten SO (manufactured by Shiraishi Calcium Co.)], a vulcanization accelerator [NOXCERA TT (large Uchi Shinko Chemical Co., Ltd.)] 1.0 part by weight, [Noxera DM (Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.)] 1.5 parts by weight, and vulcanizing agent [Salfax PMC (Tsurumi Chemical Co., Ltd.)] 0.25 Parts by weight were compounded.
【0022】次に、この弾性ローラ上に表面層を次の方
法で形成した。すなわち、表面層用材料として、三元共
重合体のエピクロルヒドリンゴム〔商品名:エピクロマ
CG、ダイソー社製〕100gを8インチの二本ローラ
で約15分間混練した後、このエピクロルヒドリンゴム
2.5重量部を有機溶媒(トルエン/4−メチル−2−
ペンタノン)=1の97.5重量部に溶解してエピクロ
ルヒドリンゴム溶液を作った。また溶剤可溶性フッ素樹
脂として〔商品名:ルミフロンLF60/C主剤、旭硝
子社製〕22.0重量部、イソシアネート系硬化剤〔商
品名:コロネートHX、日本ポリウレタン工業社製〕
2.0重量部を有機溶媒(トルエン/キシレン)=1の
76.0重量部に溶解してフッ素樹脂溶液を作った。そ
して、表面層用塗料として、上記エピクロルヒドリンゴ
ム溶液100重量部と上記フッ素系樹脂溶液60重量部
とを混合して作った。この表面層用塗料を上記の各弾性
ローラ上にディッピング法でコーティングした後100
℃、30分間乾燥して20μmの厚さの表面層を形成し
た。この表面層の体積抵抗は6×108Ω・cmであった。Next, a surface layer was formed on this elastic roller by the following method. That is, as a surface layer material, 100 g of a terpolymer of epichlorohydrin rubber [trade name: Epichroma CG, manufactured by Daiso Co., Ltd.] was kneaded with an 8-inch two-roller for about 15 minutes, and then 2.5 weight of this epichlorohydrin rubber was used. Parts to an organic solvent (toluene / 4-methyl-2-
Pentanone) = 1 to dissolve in 97.5 parts by weight to prepare an epichlorohydrin rubber solution. In addition, as a solvent-soluble fluororesin [Product name: Lumiflon LF60 / C main agent, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.] 22.0 parts by weight, isocyanate-based curing agent [Product name: Coronate HX, manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.]
2.0 parts by weight was dissolved in 76.0 parts by weight of an organic solvent (toluene / xylene) = 1 to prepare a fluororesin solution. Then, as a surface layer coating material, 100 parts by weight of the epichlorohydrin rubber solution and 60 parts by weight of the fluororesin solution were mixed and made. After coating the surface layer coating material on each of the above elastic rollers by the dipping method, 100
It was dried at 30 ° C. for 30 minutes to form a surface layer having a thickness of 20 μm. The volume resistance of this surface layer was 6 × 10 8 Ω · cm.
【0023】ここで、弾性ローラの体積抵抗の測定は試
料のローラを20℃、60%R.Hの環境中に16時間
放電した後、ケースレ社製エレクトロメータ610Cを
使用して行なった。測定電極は10mm幅の銅箔テープ
〔3M社製No.1245〕をローラの円周に巻きつけ
て構成した。また、表面層のみの体積抵抗の測定は、薄
いアルミ板(厚さ0.2mm)上に表面層用塗料を厚さ約
20μmに塗布したシート状の試料を20℃、60%
R.H環境中に16時間放置した後、抵抗測定セル〔Y
HP社製16008A〕を用いてケースレ社製エレクト
ロメータ610Cで行なった。Here, the volume resistance of the elastic roller is measured at 20 ° C. and 60% R. After discharging in an H environment for 16 hours, an electrometer 610C manufactured by Keithre Co. was used. The measuring electrode was a 10 mm wide copper foil tape [No. 1245] is wound around the circumference of the roller. The volume resistance of the surface layer only was measured by applying a coating for the surface layer on a thin aluminum plate (thickness 0.2 mm) to a thickness of about 20 μm at 20 ° C and 60% at 20 ° C.
R. After left in the H environment for 16 hours, the resistance measurement cell [Y
HP 16008A] with a Keithre Electrometer 610C.
【0024】図1(c)は、帯電用ローラの画像評価に
使用した画像形成装置の一部を示す。感光体ドラム10
1は観光層厚30μmのOPC(OPCドラム線速:1
00mm/sec)、電源103はDC電源、クエンチン
グランプ104はLED、クリーナ105はOPCドラ
ム上の残トナーを除去するためのブレードクリーニング
ユニットである。この装置を表1に示す3環境での各帯
電用ローラの画像評価を行なった。その結果を表中に
「画像欠陥」の有無などとして示している。FIG. 1C shows a part of the image forming apparatus used for image evaluation of the charging roller. Photoconductor drum 10
1 is an OPC with a tourist layer thickness of 30 μm (OPC drum linear velocity: 1
00 mm / sec), the power source 103 is a DC power source, the quenching lamp 104 is an LED, and the cleaner 105 is a blade cleaning unit for removing the residual toner on the OPC drum. The image evaluation of each charging roller under the three environments shown in Table 1 of this apparatus was performed. The results are shown in the table as presence / absence of “image defect”.
【0025】実施例1、2、比較例1の結果からエピク
ロルヒドリンゴムにスルホン酸塩を含有させることによ
り、導電性が改善され、帯電の均一性および低温低湿下
での画像の安定性が向上されていることが分かる。From the results of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, by incorporating a sulfonate in the epichlorohydrin rubber, the conductivity is improved, the charging uniformity and the image stability under low temperature and low humidity are improved. I understand that.
【0026】〔実施例3,4、比較例2〕次に、表2を
用いて、実施例3,4、比較例2について説明する。 (以下、余白)Examples 3, 4 and Comparative Example 2 Next, Tables 2 will be used to describe Examples 3, 4 and Comparative Example 2. (Hereafter, margin)
【表2】 [Table 2]
【0027】表2に示す各実施例においては、まず、ニ
トリルゴム〔NBR:N215SL(日本合成ゴム社
製)〕とスルホン酸塩の配合物を8インチの二本ローラ
を用いて約15分間混練(混練時の二本ローラの表面温
度をベンゼンスルホン酸ナトリウムの場合は65℃、ア
リルスルホン酸ナトリウムの場合は50℃、ヌルホン酸
塩の無添加の場合は50℃に維持する)した後φ8×3
40mmのステンレス製芯金上に170℃×15分間の加
硫条件でφ14×305mmになるように成形し、ローラ
形状帯電用部材の中抵抗弾性層を設けた。一方比較例に
おいても配合物に関する以外は同様にして弾性層を設け
た。なお、いずれの実施例及び比較例においても、表2
中の「その他」の配合物として、亜鉛華1号5重量部、
ステアリン酸1.5重量部、及び硫黄1.0重量部を配
合した。次に、上記の実施例1と同様の塗料と方法で上
記の弾性ローラ上に表面層を形成した。実施例3,4、
比較例2の結果から、ニトリルゴムにスルホン酸塩を含
有させることにより導電性が改善され、帯電電位および
その均一性が向上していることが分かる。In each of the examples shown in Table 2, first, a mixture of nitrile rubber [NBR: N215SL (manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)] and a sulfonate was kneaded for about 15 minutes using an 8-inch two-roller. (The surface temperature of the two rollers during kneading is maintained at 65 ° C. for sodium benzene sulfonate, 50 ° C. for sodium allyl sulfonate, and 50 ° C. for the case where no nullphonate is added). Three
It was molded on a 40 mm stainless steel cored bar under a vulcanization condition of 170 ° C. for 15 minutes so as to be φ14 × 305 mm, and a medium resistance elastic layer of a roller-shaped charging member was provided. On the other hand, also in the comparative example, an elastic layer was provided in the same manner except for the composition. In addition, in any of the Examples and Comparative Examples, Table 2
5 parts by weight of Zinc Hua No. 1 as a "other" compound in
1.5 parts by weight of stearic acid and 1.0 part by weight of sulfur were blended. Next, a surface layer was formed on the elastic roller by using the same paint and method as in Example 1 above. Examples 3 and 4,
From the results of Comparative Example 2, it can be seen that the inclusion of the sulfonate in the nitrile rubber improves the conductivity and improves the charging potential and its uniformity.
【0028】〔実施例5,6、比較例3〜5〕次に、表
3を用いて、実施例5,6、比較例3〜5について説明
する。 (以下、余白)Examples 5, 6 and Comparative Examples 3-5 Next, Tables 3 will be used to explain Examples 5, 6 and Comparative Examples 3-5. (Hereafter, margin)
【表3】 [Table 3]
【0029】表3に示す各実施例においては、まず、ウ
レタンゴム〔ミラセンE−34(TSE社製)〕とスル
ホン酸塩の配合物を8インチの二本ローラを用いて約1
5分間混練(混練時の二本ローラの表面温度をP−トル
エンスルホン酸リチウムの場合は95℃で、アリルスル
ホン酸ナトリウムの場合は65℃、スルホン酸塩の無添
加の場合は60℃に維持する)した後φ8×340mmの
ステンレス製芯金上に150℃×10分間の加硫条件で
φ14×305mmになるように成形し、ローラ状帯電用
部材の中抵抗弾性層を設けた。一方比較例においては、
配合物に関する以外は実施例と同様にして弾性層を設け
た。なお、いずれの実施例及び比較例においても、表3
中の「その他」の配合物として、ステアリン酸亜鉛0.
5重量部及びジクミルパーオキサイド5重量部を配合し
ている。次にこの弾性ローラ上への表面層の形成は、前
記の実施例1と同様の塗料と方法で形成した。実施例
5、6、比較例3〜5の結果から、ウレタンゴムにスル
ホン酸塩を含有させることにより導電性が改善され、帯
電電位およびその均一性が向上していることが分かる。
なお、スルホン酸塩の添加量が0.1重量部では導電効
果が得にくく、帯電電位の不足による画像濃度不足が生
じ、また2.3重量部ではスルホン酸塩のブリードアウ
ト現象によるOPC表面への移行による横スジが発生し
た。In each of the examples shown in Table 3, first, a mixture of urethane rubber [Miracene E-34 (manufactured by TSE Co.)] and a sulfonate was used in an amount of about 1 by using an 8-inch double roller.
Kneading for 5 minutes (The surface temperature of the two rollers at the time of kneading is maintained at 95 ° C for lithium P-toluenesulfonate, 65 ° C for sodium allylsulfonate, and 60 ° C for the case where no sulfonate is added. After that, it was molded on a stainless cored bar of φ8 × 340 mm so as to have a diameter of φ14 × 305 mm under vulcanization conditions of 150 ° C. for 10 minutes, and a medium resistance elastic layer of a roller-shaped charging member was provided. On the other hand, in the comparative example,
An elastic layer was provided as in the example, except for the formulation. In addition, in all Examples and Comparative Examples, Table 3
As the composition of "other" in, zinc stearate 0.
5 parts by weight and 5 parts by weight of dicumyl peroxide are blended. Next, the surface layer was formed on this elastic roller by the same paint and method as in Example 1 above. From the results of Examples 5 and 6 and Comparative Examples 3 to 5, it can be seen that the incorporation of the sulfonate in the urethane rubber improves the conductivity and improves the charging potential and its uniformity.
If the amount of sulfonate added is 0.1 parts by weight, it is difficult to obtain the conductive effect, and the image density becomes insufficient due to the insufficient charging potential. On the other hand, if the amount of sulfonate is 2.3 parts by weight, the bleed-out phenomenon of sulfonate causes the OPC surface. A horizontal streak occurred due to the migration.
【0030】〔実施例7,8、比較例6〕次に、表4を
用いて、実施例7,8、比較例6について説明する。 (以下、余白)Examples 7 and 8 and Comparative Example 6 Next, Tables 4 will be used to describe Examples 7 and 8 and Comparative Example 6. (Hereafter, margin)
【表4】 [Table 4]
【0031】表4に示す各実施例においては、まず、ク
ロロプレンゴム〔ネオプレンGS(昭和電工社製)〕と
スルホン酸塩の配合物を8インチの二本ローラを用いて
用いて約15分間混練(混練時の二本ローラの表面温度
をベンゼンスルホン酸ナトリウムの場合は70℃、アリ
ルスルホン酸ナトリウムの場合は65℃に維持する)し
た後φ8×340mmのステンレス製芯金上に160℃×
10分間の加硫条件でφ14×305mmになるように成
形し、ローラ状帯電用部材の中抵抗弾性層を設けた。一
方比較例においては、配合物に関する以外は実施例と同
様にして弾性層を設けた。なお、いずれの実施例及び比
較例においても、表4中の「その他」の配合物として、
マグネシア4.0重量部、ステアリン酸0.5重量部、
及び亜鉛華1号10重量部を配合した。次に、前記の実
施例1と同様の塗料と方法で弾性ローラ上に表面層を形
成した。 実施例7,8、比較例6の結果から、クロロ
プレンゴムにスルホン酸塩を含有させることにより導電
性が改善され、帯電電位およびその均一性が向上されて
いることが分かる。In each of the examples shown in Table 4, first, a mixture of chloroprene rubber [Neoprene GS (manufactured by Showa Denko KK)] and a sulfonate was used for about 15 minutes using an 8-inch two-roller. (The surface temperature of the two rollers during kneading is maintained at 70 ° C. for sodium benzene sulfonate and 65 ° C. for sodium allyl sulfonate) and then 160 ° C. on a φ8 × 340 mm stainless steel cored bar.
It was molded to have a diameter of 14 × 305 mm under a vulcanization condition for 10 minutes, and a medium resistance elastic layer of a roller-shaped charging member was provided. On the other hand, in the comparative example, the elastic layer was provided in the same manner as in the example except that the composition was used. In addition, in any of Examples and Comparative Examples, as the compound of "other" in Table 4,
Magnesia 4.0 parts by weight, stearic acid 0.5 parts by weight,
And 10 parts by weight of Zinc Hua No. 1 were blended. Next, a surface layer was formed on the elastic roller with the same paint and method as in Example 1 above. From the results of Examples 7 and 8 and Comparative Example 6, it can be seen that the inclusion of the sulfonate in the chloroprene rubber improves the conductivity and improves the charging potential and its uniformity.
【0032】〔比較例7〜10〕次に、表5を用いて、
比較例7〜10について説明する。 (以下、余白)[Comparative Examples 7 to 10] Next, using Table 5,
Comparative examples 7 to 10 will be described. (Hereafter, margin)
【表5】 [Table 5]
【0033】表5に示す各比較例はゴムポリマの導電性
の調整剤としてカーボンブラック〔ケッチェンブラック
EC(ライオン・アクゾ社製)〕を分散させたときの結
果を示す。これらにおける表面層用の塗料及び作成方法
は、上記実施例1と同様である。いずれの場合も、弾性
ローラの中抵抗領域での抵抗バラツキ幅が大きく、その
結果何れの比較例でも帯電ムラが発生している。Each comparative example shown in Table 5 shows the results when carbon black [Ketjen Black EC (manufactured by Lion Akzo Co.)] was dispersed as a conductivity adjusting agent for a rubber polymer. The coating material for the surface layer and the method of making the same are the same as in Example 1 above. In any case, the resistance variation width in the medium resistance region of the elastic roller is large, and as a result, uneven charging occurs in any of the comparative examples.
【0034】[0034]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、所定の抵抗層
に非分散系中抵抗材料を用いるのでDC印加での帯電の
均一性および環境安定性を向上させることができる。According to the first aspect of the present invention, since the non-dispersed medium resistance material is used for the predetermined resistance layer, it is possible to improve the uniformity of charging and the environmental stability when DC is applied.
【0035】請求項2の発明によれば、有極性ゴムは、
このポリマ自体が比較的低抵抗であるため少量の抵抗調
整剤の添加で、所定の抵抗層を中抵抗領域に制御するこ
とができる。According to the invention of claim 2, the polar rubber is
Since this polymer itself has a relatively low resistance, it is possible to control a predetermined resistance layer to a medium resistance region by adding a small amount of a resistance adjusting agent.
【0036】請求項3の発明によれば、非粘着性の高い
フッ素系の被膜を容易に形成することができるので(エ
アスプレー法、ディピング法など)、帯電用部材の寿命
を向上させることができる。According to the third aspect of the present invention, since a fluorine-based coating having high non-adhesiveness can be easily formed (air spray method, dipping method, etc.), the life of the charging member can be improved. it can.
【0037】請求項4の発明によれば、溶剤可溶性フッ
素系樹脂が比較的低い温度(室温〜100℃)で被膜形
成が可能なので、弾性ゴム上への非粘着層(表面層)の
形成ができるようになった。According to the invention of claim 4, since the solvent-soluble fluororesin can be formed into a film at a relatively low temperature (room temperature to 100 ° C.), the non-adhesive layer (surface layer) can be formed on the elastic rubber. I can do it now.
【0038】請求項5の発明によれば、DC印加のみで
均一帯電が可能となり、オゾンの発生量がDC+ACと
比較して大幅(1/30〜1/40)に低減が可能とな
りさらに電源コストも下げることができる。According to the fifth aspect of the present invention, uniform charging can be performed only by applying DC, and the amount of ozone generated can be greatly reduced (1/30 to 1/40) as compared with DC + AC, and power source cost can be further reduced. Can also be lowered.
【図1】(a)実施例に係る帯電装置の概略構成図。 (b)実施例に係る帯電装置用の帯電用ローラの概略構
成図。 (c)帯電用ローラ評価用装置の説明図。FIG. 1A is a schematic configuration diagram of a charging device according to an embodiment. FIG. 2B is a schematic configuration diagram of a charging roller for the charging device according to the embodiment. (C) Explanatory drawing of the charging roller evaluation device.
【符号の説明】 100 帯電用ローラ 101 感光体ドラム 102 芯金 103 電源 201 芯金 202 弾性層 203 表面層[Explanation of reference numerals] 100 charging roller 101 photoconductor drum 102 core metal 103 power supply 201 core metal 202 elastic layer 203 surface layer
Claims (5)
抵抗層を備え、かつ該所定電気抵抗層上に表面層を備え
た帯電用部材において、該抵抗層が、ベース材料にスル
ホン酸塩が含有された材料により形成されていることを
特徴とする帯電用部材。1. A charging member comprising a conductive support and a resistance layer having a predetermined electric resistance, and a surface layer on the predetermined electric resistance layer, wherein the resistance layer has a base material of sulfonic acid. A charging member, which is formed of a material containing salt.
特徴とする請求項1の帯電用部材。2. The charging member according to claim 1, wherein the base material is a polar rubber.
体に構成されていることを特徴とする請求項1の帯電用
部材。3. The charging member according to claim 1, wherein the surface layer is mainly composed of a solvent-soluble fluororesin.
フィンと水酸基含有ビニルエーテルを構成成分とした含
フッ素共重合体をイソシアネートで架橋して得られる含
フッ素架橋共重合体であることを特徴とする請求項3の
帯電用部材。4. The solvent-soluble fluororesin is a fluorine-containing crosslinked copolymer obtained by crosslinking a fluorine-containing copolymer having fluoroolefin and vinyl ether having a hydroxyl group as constituent components with isocyanate. 3 charging member.
せた状態で上記導電性支持体に印加する電圧として直流
電圧を用いたことを特徴とする帯電装置。5. A charging device, wherein a direct current voltage is used as a voltage applied to the conductive support in a state where the charging member of claim 1 is in contact with the image carrier.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13525693A JPH06324554A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Electrostatic charging member and electrostatic charging device using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13525693A JPH06324554A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Electrostatic charging member and electrostatic charging device using same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06324554A true JPH06324554A (en) | 1994-11-25 |
Family
ID=15147461
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13525693A Pending JPH06324554A (en) | 1993-05-12 | 1993-05-12 | Electrostatic charging member and electrostatic charging device using same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06324554A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5424130A (en) * | 1991-05-13 | 1995-06-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Water repellent glass and process for producing the same |
US7139512B2 (en) | 2002-01-17 | 2006-11-21 | Ricoh Company, Ltd. | Charging device, process cartridge and image forming apparatus |
-
1993
- 1993-05-12 JP JP13525693A patent/JPH06324554A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5424130A (en) * | 1991-05-13 | 1995-06-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Water repellent glass and process for producing the same |
US7139512B2 (en) | 2002-01-17 | 2006-11-21 | Ricoh Company, Ltd. | Charging device, process cartridge and image forming apparatus |
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