JP2008268864A - Conductive roll for electrophotographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真機器用導電性ロールに関するものである。 The present invention relates to a conductive roll for electrophotographic equipment.
近年、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器が広く使用されるようになってきている。通常、電子写真機器の内部には、感光ドラムが組み込まれており、その周囲には、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールが配設されている。 In recent years, electrophotographic apparatuses such as copying machines, printers, and facsimiles that employ an electrophotographic system have been widely used. Usually, a photosensitive drum is incorporated in an electrophotographic apparatus, and conductive rolls such as a charging roll, a developing roll, a transfer roll, and a toner supply roll are disposed around the photosensitive drum.
この種の電子写真機器では、プリント画像の高画質化の要求に伴い、トナー帯電性を十分に確保することが求められている。そのため、例えば、導電性ロール表面の改良を図ることによって、トナー帯電性を向上させる試みがなされている。 In this type of electrophotographic apparatus, it is required to sufficiently ensure the toner chargeability in accordance with the demand for higher image quality of printed images. For this reason, for example, attempts have been made to improve the toner chargeability by improving the surface of the conductive roll.
導電性ロール表面の改良によりトナー帯電性を向上させる方法としては、例えば、導電性ロールの表層材料に配合する荷電制御材の種類や配合量などを調整する方法や、導電性ロールの表層を形成する樹脂の種類を変更する方法などが一般的である。このうち、樹脂の種類を変更する方法は、比較的簡便で帯電性向上効果が高いことから良く用いられている。 Examples of methods for improving toner chargeability by improving the surface of the conductive roll include, for example, a method of adjusting the type and amount of charge control material to be blended with the surface layer material of the conductive roll, and the formation of the surface layer of the conductive roll. A method of changing the type of resin to be used is common. Of these, the method of changing the type of resin is often used because it is relatively simple and has a high effect of improving the chargeability.
最近、この種の電子写真機器では、接触現像方式が主流になってきている。接触現像方式では、層形成ブレードを用いて、現像ロールの表面にトナー層を形成し、このロール表面を、感光ドラム表面に直接接触させ、または、非接触状態にして、感光ドラム表面の潜像にトナーを付着させている。接触現像方式においては、非磁性一成分トナー（負帯電性トナー）が良く用いられる。 Recently, in this type of electrophotographic apparatus, the contact development method has become mainstream. In the contact development system, a toner layer is formed on the surface of a developing roll using a layer forming blade, and the surface of the roll is brought into direct contact or non-contact with the latent image on the surface of the photosensitive drum. The toner is adhered to the surface. In the contact development method, non-magnetic one-component toner (negatively chargeable toner) is often used.
負帯電性トナーの帯電性を向上させるためには、通常、導電性ロールの表層を形成する樹脂に、メラミン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂が用いられる。 In order to improve the chargeability of the negatively chargeable toner, a resin such as a melamine resin or an acrylic resin is usually used as the resin forming the surface layer of the conductive roll.
例えば、現像ロールに関する文献であるが、特許文献１には、メラミン樹脂を含有する材料よりなる表層を有する現像ロールについて開示されている。 For example, although it is the literature regarding a developing roll, patent document 1 is disclosed about the developing roll which has the surface layer which consists of a material containing a melamine resin.
しかしながら、メラミン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂を用いると、導電性ロールの表層は硬度が高くなる。そのため、ロール表面と接触する相手部材やトナーのストレスの原因となり、耐久時の画像が悪化して、耐久性が低下するという問題があった。 However, if a resin such as a melamine resin or an acrylic resin is used, the surface layer of the conductive roll has high hardness. For this reason, there has been a problem that the stress of the mating member or toner that comes into contact with the roll surface is deteriorated, the image at the time of durability deteriorates and the durability is lowered.
また、メラミン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂で形成された高硬度の表層は、表層の下層に位置する低硬度の弾性層との間で、弾性率などの物性差が大きくなる。そのため、塗工により表層を厚く形成すると、表層に塗工シワが発生しやすくなるという問題があった。導電性ロールの表層に塗工シワが発生すると、画像が悪化する。 In addition, a high hardness surface layer formed of a resin such as a melamine resin or an acrylic resin has a large difference in physical properties such as an elastic modulus with a low hardness elastic layer positioned below the surface layer. Therefore, when the surface layer is formed thick by coating, there is a problem that coating wrinkles are likely to occur on the surface layer. When coating wrinkles occur on the surface layer of the conductive roll, the image deteriorates.
一方、導電性ロールの表層に塗工シワが発生するのを防止するために、塗工により表層を薄く形成すると、今度は表層が削れてしまい、耐久性が低下するという問題があった。 On the other hand, if the surface layer is thinly formed by coating in order to prevent the generation of coating wrinkles on the surface layer of the conductive roll, there is a problem that the surface layer is scraped and the durability is lowered.
本発明が解決しようとする課題は、塗工シワの発生を抑えるとともに、耐久性に優れる電子写真機器用導電性ロールを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a conductive roll for electrophotographic equipment that suppresses the occurrence of coating wrinkles and is excellent in durability.
上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用導電性ロールは、軸体の外周に、少なくとも、弾性層と、樹脂組成物よりなる表層とが順に積層され、前記表層中には、多層構造を有する微粒子が含有され、前記微粒子は、多層構造の内層に位置する少なくとも１層がゴム状ポリマーよりなり、多層構造の外層はガラス状ポリマーよりなることを要旨とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the electroconductive roll for electrophotographic equipment according to the present invention has at least an elastic layer and a surface layer made of a resin composition sequentially laminated on the outer periphery of the shaft body. The fine particles having a structure are contained, and the summary of the fine particles is that at least one layer located in the inner layer of the multilayer structure is made of a rubber-like polymer, and the outer layer of the multilayer structure is made of a glass-like polymer.
この場合、前記微粒子は、前記樹脂組成物中のポリマー成分１００重量部に対して５〜７０重量部含有されていることが望ましい。 In this case, the fine particles are desirably contained in an amount of 5 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component in the resin composition.
前記ガラス状ポリマーは、ガラス転移点が６０℃以上であると良い。 The glassy polymer may have a glass transition point of 60 ° C. or higher.
また、前記微粒子に占める前記ゴム状ポリマーよりなる内層の割合は、４０〜９０重量％の範囲内にあることが望ましい。 The ratio of the inner layer made of the rubbery polymer in the fine particles is preferably in the range of 40 to 90% by weight.
前記微粒子の平均粒径は、０．１〜１μｍの範囲内にあると良い。 The average particle diameter of the fine particles is preferably in the range of 0.1 to 1 μm.
このとき、前記表層は、メラミン樹脂および／またはアクリル樹脂を含有する樹脂組成物よりなると良い。 At this time, the said surface layer is good to consist of a resin composition containing a melamine resin and / or an acrylic resin.
前記表層の厚みは、３〜１０μｍの範囲内にあることが望ましい。 The thickness of the surface layer is preferably in the range of 3 to 10 μm.
本発明に係る電子写真機器用導電性ロールは、樹脂組成物よりなる表層を備え、その表層中には、多層構造を有する微粒子が配合されている。この多層構造の外層はガラス状ポリマーよりなるため、微粒子同士の凝集が抑えられ、表層中に微粒子が分散性良く配合される。そして、多層構造の内層に位置する少なくとも１層がゴム状ポリマーよりなるため、トナー帯電性を十分に確保するために導電性ロールの表層が比較的硬い樹脂を含んでいる場合であっても、表層に配合された微粒子が表層の硬度を和らげて硬度を低くする。これにより、ロール表面と接触する相手部材やトナーのストレスは低減され、ロール表面へのトナー融着が抑えられて耐久時の画像は良好になり、耐久性に優れる。 The electroconductive roll for electrophotographic equipment according to the present invention includes a surface layer made of a resin composition, and fine particles having a multilayer structure are blended in the surface layer. Since the outer layer of this multilayer structure is made of a glassy polymer, aggregation of fine particles is suppressed, and fine particles are blended in the surface layer with good dispersibility. And, since at least one layer located in the inner layer of the multilayer structure is made of a rubber-like polymer, even when the surface layer of the conductive roll contains a relatively hard resin in order to ensure sufficient toner chargeability The fine particles blended in the surface layer lower the hardness by reducing the hardness of the surface layer. As a result, the stress of the mating member or toner in contact with the roll surface is reduced, toner fusion to the roll surface is suppressed, the durability image is improved, and the durability is excellent.
また、表層の硬度が低くなると、表層と表層の下層に位置する低硬度の弾性層との間で、弾性率などの物性差が小さくなる。そのため、塗工により表層を厚く形成したときに、表層に塗工シワが発生するのを抑えることができる。これにより、塗工シワに起因する画像の悪化を防止することができる。 Further, when the hardness of the surface layer is lowered, the physical property difference such as the elastic modulus is reduced between the surface layer and the low hardness elastic layer located below the surface layer. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of coating wrinkles on the surface layer when the surface layer is formed thick by coating. Thereby, deterioration of the image resulting from coating wrinkles can be prevented.
さらに、塗工により表層を厚く形成しても塗工シワが発生しにくいので、塗工により表層を厚く形成することができる。これにより、表層は削れにくくなり、耐久性に優れる。 Furthermore, even if the surface layer is formed thick by coating, coating wrinkles are not easily generated, so that the surface layer can be formed thick by coating. As a result, the surface layer is less likely to be scraped and has excellent durability.
この場合、前記微粒子が、前記樹脂組成物中のポリマー成分１００重量部に対して５〜７０重量部含有されていると、上記効果と、トナー帯電性に優れる効果とのバランスが良い。 In this case, when the fine particles are contained in an amount of 5 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component in the resin composition, a balance between the above effects and an effect excellent in toner chargeability is good.
また、前記ガラス状ポリマーのガラス転移点が６０℃以上であると、微粒子は、表層を形成する樹脂との相溶性に優れる。これにより、表層への微粒子の分散性が高まる。さらに、表層の耐ヘタリ性が向上する。 Further, when the glass transition point of the glassy polymer is 60 ° C. or higher, the fine particles have excellent compatibility with the resin forming the surface layer. Thereby, the dispersibility of the fine particles on the surface layer is enhanced. Furthermore, the anti-sag property of the surface layer is improved.
また、前記微粒子に占める前記ゴム状ポリマーよりなる内層の割合が、４０〜９０重量％の範囲内にあると、表層の硬度を低くする効果に優れる。 Moreover, when the ratio of the inner layer made of the rubbery polymer in the fine particles is in the range of 40 to 90% by weight, the effect of reducing the hardness of the surface layer is excellent.
そして、前記微粒子の平均粒径が、０．１〜１μｍの範囲内にあると、表層に配合される微粒子が表面粗さに与える影響は少ない。そのため、あらかじめ設計された表面粗さが微粒子の配合により変更されるおそれは少ない。 And when the average particle diameter of the said fine particle exists in the range of 0.1-1 micrometer, the influence which the microparticles | fine-particles mix | blended with a surface layer has on surface roughness is few. Therefore, there is little possibility that the surface roughness designed in advance will be changed by the mixing of fine particles.
このとき、前記表層が、メラミン樹脂および／またはアクリル樹脂を含有する樹脂組成物よりなると、トナー帯電性に優れる。 At this time, if the surface layer is made of a resin composition containing a melamine resin and / or an acrylic resin, the toner chargeability is excellent.
さらに、前記表層の厚みが、３〜１０μｍの範囲内にあると、表層は削れにくくなり、耐久性に優れる。 Furthermore, when the thickness of the surface layer is in the range of 3 to 10 μm, the surface layer is difficult to be scraped and is excellent in durability.
次に、本発明の実施形態に係る電子写真機器用導電性ロール（以下、導電性ロールということがある。）について、図を参照しつつ、詳細に説明する。図１は、一実施形態に係る導電性ロールを表す周方向断面図である。 Next, a conductive roll for electrophotographic equipment according to an embodiment of the present invention (hereinafter sometimes referred to as a conductive roll) will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a circumferential sectional view showing a conductive roll according to an embodiment.
図１（ａ）に示すように、一実施形態に係る導電性ロール１０ａは、軸体を形成する導電性シャフト１２の外周面に沿って弾性層１４が形成され、その外周面に表層１６が形成されてなる。導電性ロール１０ａは、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器に組み込まれる帯電ロール、現像ロール、転写ロール、トナー供給ロールなどの導電性ロールであり、電子写真機器の内部に組み込まれる感光ドラムの周囲に配設される。 As shown to Fig.1 (a), as for the electroconductive roll 10a which concerns on one Embodiment, the elastic layer 14 is formed along the outer peripheral surface of the electroconductive shaft 12 which forms a shaft, and the surface layer 16 is on the outer peripheral surface. Formed. The conductive roll 10a is a conductive roll such as a charging roll, a developing roll, a transfer roll, or a toner supply roll incorporated in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile that employs an electrophotographic system. Arranged around a photosensitive drum incorporated therein.
導電性シャフト１２は、アルミニウム、ステンレス等の金属製の中実体よりなる芯金、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体、またはこれらにめっきが施されたものなどが挙げられる。必要に応じて、導電性シャフト１２の外周面に、接着剤やプライマーなどを塗布して、接着層を形成しても良い。接着剤やプライマーなどには、必要に応じて導電化を行なっても良い。 Examples of the conductive shaft 12 include a cored bar made of a metal substance such as aluminum or stainless steel, a metal cylindrical body hollowed out inside, or those plated on these. If necessary, an adhesive or a primer may be applied to the outer peripheral surface of the conductive shaft 12 to form an adhesive layer. The adhesive or primer may be made conductive as necessary.
導電性シャフト１２の外周面に形成される弾性層１４の形成材料としては、例えば、シリコーンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ウレタンゴム、フッ素ゴム、ヒドリンゴム（ＥＣＯ、ＣＯ）、ウレタン系エラストマー、天然ゴム（ＮＲ）などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。 Examples of the material for forming the elastic layer 14 formed on the outer peripheral surface of the conductive shaft 12 include silicone rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), and hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H -NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), acrylic rubber (ACM), chloroprene rubber (CR), urethane rubber, fluorine rubber, hydrin rubber (ECO, CO), urethane Examples thereof include system elastomers and natural rubber (NR). These may be used alone or in combination.
上記ポリマーとしては、低へたり性、導電性、柔軟性などの観点から、シリコーンゴム、ブタジエンゴム、ヒドリンゴム、ウレタン系エラストマーなどが好ましい。 As the polymer, silicone rubber, butadiene rubber, hydrin rubber, urethane-based elastomer, and the like are preferable from the viewpoints of low sagability, conductivity, flexibility, and the like.
弾性層１４の形成材料には、必要に応じて、導電剤、充填剤、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料、シリコーンオイル、助剤、界面活性剤などの各種添加剤が適宜添加される。導電剤としては、カーボンブラックなどの電子導電剤や第４級アンモニウム塩などのイオン導電剤など、一般的な導電剤を用いることができる。 The elastic layer 14 may be formed of a conductive agent, a filler, an extender, a reinforcing agent, a processing aid, a curing agent, a vulcanization accelerator, a cross-linking agent, a cross-linking aid, an antioxidant, a plasticizer, if necessary. Various additives such as additives, ultraviolet absorbers, pigments, silicone oils, auxiliaries, and surfactants are appropriately added. As the conductive agent, a general conductive agent such as an electronic conductive agent such as carbon black or an ionic conductive agent such as a quaternary ammonium salt can be used.
弾性層１４は、発泡体であっても良いし、非発泡体であっても良い。弾性層１４の厚みは、０．１〜１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、１〜５ｍｍの範囲内にすると良い。 The elastic layer 14 may be a foam or a non-foam. The elastic layer 14 preferably has a thickness in the range of 0.1 to 10 mm. More preferably, it may be within a range of 1 to 5 mm.
弾性層１４の外周面に形成される表層１６は、ロール表面を保護する。表層１６は、塗工層であると良い。 A surface layer 16 formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 14 protects the roll surface. The surface layer 16 is preferably a coating layer.
表層１６は、樹脂組成物よりなる。樹脂組成物中には、バインダー樹脂や、イソシアネート、ジイソシアネートなどのポリマー成分が含有されている。樹脂組成物中には、ポリマー成分以外にも、各種添加剤が含有されていても良い。 The surface layer 16 consists of a resin composition. The resin composition contains a binder resin and polymer components such as isocyanate and diisocyanate. The resin composition may contain various additives in addition to the polymer component.
樹脂組成物に含まれるバインダー樹脂としては、例えば、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのメタアクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アルキド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド（変性ポリフェニレンエーテル）、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアリレート、ポリアリルエーテルニトリルなどを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。これらのうち、負帯電性トナーの帯電性に優れる、耐摩耗性に優れるなどの観点から、メラミン樹脂、（メタ）アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などを好適に用いることができる。 Examples of the binder resin contained in the resin composition include melamine resin, acrylic resin, polyamide resin, urethane resin, fluorine resin, silicone resin, methacrylic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate, epoxy resin, and phenol resin. , Alkyd resin, polybutylene terephthalate, polyacetal, modified polyphenylene oxide (modified polyphenylene ether), polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyether sulfone, polysulfone, polyamideimide, polyetherimide, polyimide, polyarylate, polyallyl ether nitrile, etc. Can be illustrated. These may be used alone or in combination. Of these, melamine resin, (meth) acrylic resin, urethane resin, epoxy resin, phenol resin, and the like can be suitably used from the viewpoint of excellent chargeability of the negatively chargeable toner and excellent wear resistance.
トナー帯電性、耐摩耗性などの観点から、表層１６がメラミン樹脂やアクリル樹脂などの比較的硬い樹脂を含んでいる場合、表層１６の硬度は高くなりやすい。表層１６の硬度が高いと、ロール表面の硬度が高くなり、ロール表面と接触する相手部材やトナーのストレスの原因となりやすい。 From the viewpoint of toner chargeability and wear resistance, when the surface layer 16 contains a relatively hard resin such as a melamine resin or an acrylic resin, the hardness of the surface layer 16 tends to increase. When the hardness of the surface layer 16 is high, the hardness of the roll surface is high, and it is easy to cause stress of a mating member or toner that contacts the roll surface.
そこで、本発明においては、表層１６の樹脂組成物中に、多層構造を有する微粒子が含有されている。表層１６にこの微粒子が含有されていることで、表層１６が比較的硬い樹脂を含んでいる場合にも、表層１６の硬度が和らいで硬度が低くなる。すなわち、導電性ロール１０ａでは、トナー帯電性と耐久性とを両立させることができる。 Therefore, in the present invention, the resin composition of the surface layer 16 contains fine particles having a multilayer structure. By containing the fine particles in the surface layer 16, even when the surface layer 16 contains a relatively hard resin, the hardness of the surface layer 16 is reduced and the hardness is lowered. That is, the conductive roll 10a can achieve both toner chargeability and durability.
また、表層１６の硬度が低くなると、表層１６と、表層１６の下層に位置する低硬度の弾性層１４との間で、弾性率などの物性差が小さくなる。表層１６と弾性層１４との物性差が小さくなると、塗工により表層１６を比較的厚く形成したときにも、塗工シワが発生しにくくなる。また、塗工シワが発生しにくくなれば、表層１６を比較的厚く形成できるので、耐摩耗性にも優れる。耐摩耗性に優れると、ロールの耐久性がさらに向上する。 Further, when the hardness of the surface layer 16 is lowered, a physical property difference such as an elastic modulus is reduced between the surface layer 16 and the low-hardness elastic layer 14 positioned below the surface layer 16. If the difference in physical properties between the surface layer 16 and the elastic layer 14 is reduced, coating wrinkles are less likely to occur even when the surface layer 16 is formed relatively thick by coating. Further, if the coating wrinkle is less likely to occur, the surface layer 16 can be formed relatively thick, so that the wear resistance is also excellent. When the wear resistance is excellent, the durability of the roll is further improved.
そして、このように表層１６の硬度を低くすると、ロール表面の硬度を低下させることができる。そうすると、接地部分の線圧を低くすることができるため、ロール表面と接触する相手部材やトナーのストレスが低減され、ロール表面へのトナー融着が抑えられる。これにより、ロールの耐久性を向上させることができる。なお、例えば粗さ形成粒子を配合するなどの方法によりロール表面を粗くすることによってもトナー融着の発生を低減させることができる。 And if the hardness of the surface layer 16 is lowered in this way, the hardness of the roll surface can be lowered. As a result, the linear pressure at the ground contact portion can be lowered, so that the stress of the mating member or toner that contacts the roll surface is reduced, and toner fusion to the roll surface is suppressed. Thereby, durability of a roll can be improved. The occurrence of toner fusion can also be reduced by roughening the roll surface by, for example, blending roughness forming particles.
このような微粒子としては、例えば、微粒子２０ａを示すことができる。図２（ａ）に示すように、微粒子２０ａは、略球状に形成され、ゴム状ポリマーよりなる内層２２と、内層２２を覆うガラス状ポリマーよりなる外層２４とを備える二層構造を有している。微粒子２０ａは、内層２２がコア層となり、外層２４がシェル層となる、いわゆるコア・シェル構造よりなる。 Examples of such fine particles include fine particles 20a. As shown in FIG. 2A, the fine particles 20a are formed in a substantially spherical shape and have a two-layer structure including an inner layer 22 made of a rubber-like polymer and an outer layer 24 made of a glassy polymer covering the inner layer 22. Yes. The fine particles 20a have a so-called core-shell structure in which the inner layer 22 is a core layer and the outer layer 24 is a shell layer.
内層２２は、ゴム状ポリマーよりなるため、柔軟性を有しており、微粒子２０ａ全体を柔軟性に優れる粒子にする。表層１６を形成する樹脂組成物にこの微粒子２０ａを配合すれば、表層１６の硬度を低くすることができる。この観点から、微粒子２０ａに占める内層２２の割合は、４０〜９０重量％の範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、６０〜９０重量％の範囲内である。また、ゴム状ポリマーとしての柔軟性を備えるという観点から、内層２２を形成するゴム状ポリマーのガラス転移点は、室温以下であることが好ましい。 Since the inner layer 22 is made of a rubber-like polymer, the inner layer 22 has flexibility, and the entire fine particles 20a are made to have excellent flexibility. If the fine particles 20a are blended in the resin composition forming the surface layer 16, the hardness of the surface layer 16 can be lowered. From this viewpoint, the proportion of the inner layer 22 in the fine particles 20a is preferably in the range of 40 to 90% by weight. More preferably, it is in the range of 60 to 90% by weight. From the viewpoint of providing flexibility as a rubbery polymer, the glass transition point of the rubbery polymer forming the inner layer 22 is preferably room temperature or lower.
内層２２のゴム状ポリマーを形成するモノマーとしては、例えば、共役ジエンまたはアルキル基の炭素数が２〜８であるアルキルアクリレートまたはこれらの混合物が好ましい。共役ジエンとしては、ブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどを例示することができる。また、アルキルアクリレートとしては、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレートなどを例示することができる。これらのうち、ブタジエン、ブチルアクリレートなどがより好ましい。 As a monomer which forms the rubber-like polymer of the inner layer 22, for example, a conjugated diene, an alkyl acrylate having 2 to 8 carbon atoms in an alkyl group, or a mixture thereof is preferable. Examples of the conjugated diene include butadiene, isoprene, chloroprene and the like. Examples of the alkyl acrylate include ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. Of these, butadiene, butyl acrylate, and the like are more preferable.
上記共役ジエン、アルキルアクリレートまたはこれらの混合物とともに、共重合可能なモノマーを共重合させることができる。例えば、スチレン、アクリロニトリル、メチルメタクリレートなどのモノマーや、エポキシ基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの官能基を有するモノマー、ジビニル化合物やジ（メタ）アクリレートなどの架橋モノマーなどを共重合させることができる。 A copolymerizable monomer can be copolymerized with the conjugated diene, alkyl acrylate or a mixture thereof. For example, a monomer such as styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate, a monomer having a functional group such as an epoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an amino group, or a crosslinking monomer such as a divinyl compound or di (meth) acrylate may be copolymerized. it can.
内層２２のゴム状ポリマーとしては、例えば、アクリルゴムやその共重合ポリマーなどが好適である。 As the rubber-like polymer of the inner layer 22, for example, acrylic rubber or a copolymer thereof is suitable.
内層２２を覆っている外層２４は、ガラス状ポリマーよりなる。すなわち、微粒子２０ａの表面は、ガラス状ポリマーよりなる。微粒子２０ａは、ガラス状ポリマーで覆われているので、表層１６を形成する塗工液に微粒子２０ａを配合したときに、微粒子同士の凝集が抑えられる。仮に、微粒子２０ａの表面がゴム状ポリマーよりなると、微粒子同士が凝集しやすく、塗工液への分散性は悪くなる。微粒子同士の凝集が抑えられると、塗工液への分散性は良くなり、表層１６を形成する樹脂組成物中に微粒子２０ａを高分散させることができる。 The outer layer 24 covering the inner layer 22 is made of a glassy polymer. That is, the surface of the fine particles 20a is made of a glassy polymer. Since the fine particles 20a are covered with the glassy polymer, aggregation of the fine particles can be suppressed when the fine particles 20a are blended in the coating liquid for forming the surface layer 16. If the surface of the fine particles 20a is made of a rubbery polymer, the fine particles are likely to aggregate and the dispersibility in the coating solution is deteriorated. When aggregation of the fine particles is suppressed, the dispersibility in the coating liquid is improved, and the fine particles 20a can be highly dispersed in the resin composition forming the surface layer 16.
また、表層１６を形成する樹脂組成物中への微粒子２０ａの分散性をさらに高めるためには、微粒子２０ａが、表層１６を形成する樹脂と相溶性に優れていると良い。この観点から、外層２４を形成するガラス状ポリマーのガラス転移点は、６０℃以上であることが好ましい。また、外層２４を形成するガラス状ポリマーのガラス転移点が６０℃以上であると、表層１６の耐ヘタリ性も向上する。 In order to further enhance the dispersibility of the fine particles 20 a in the resin composition forming the surface layer 16, it is preferable that the fine particles 20 a have excellent compatibility with the resin forming the surface layer 16. From this viewpoint, the glass transition point of the glassy polymer forming the outer layer 24 is preferably 60 ° C. or higher. Moreover, when the glass transition point of the glassy polymer forming the outer layer 24 is 60 ° C. or higher, the settling resistance of the surface layer 16 is also improved.
ガラス転移点は、ＪＩＳ Ｃ ６４８１に準拠して、示差走査熱量測定（ＤＳＣ）装置を用いて測定される。示差走査熱量測定（ＤＳＣ）装置としては、例えば、ＴＡインストルメンツ製のＭ−ＤＳＣなどが挙げられる。 The glass transition point is measured using a differential scanning calorimetry (DSC) device in accordance with JIS C 6481. Examples of the differential scanning calorimetry (DSC) apparatus include M-DSC manufactured by TA Instruments.
外層２４のガラス状ポリマーを形成するモノマーとしては、例えば、メチルメタクリレートまたはスチレンと、これらと共重合可能なモノマーを好適に用いることができる。メチルメタクリレートまたはスチレンと共重合可能なモノマーとしては、エチル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート、ビニル化合物、アクリロニトリルなどのモノマーを例示することができる。共重合可能なモノマーとしては、エチルアクリレート、アクリロニトリルなどがより好ましい。 As a monomer which forms the glassy polymer of the outer layer 24, for example, methyl methacrylate or styrene and a monomer copolymerizable therewith can be suitably used. Examples of monomers copolymerizable with methyl methacrylate or styrene include monomers such as alkyl (meth) acrylates such as ethyl (meth) acrylate and butyl (meth) acrylate, vinyl compounds, and acrylonitrile. As the copolymerizable monomer, ethyl acrylate, acrylonitrile and the like are more preferable.
また、共重合可能なモノマーとして、エポキシ基、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの官能基を有するモノマー、ジビニル化合物やジ（メタ）アクリレート化合物などの架橋モノマーなどを共重合させることができる。官能基を有するモノマーを共重合させれば、表層１６を形成する樹脂との相溶性をさらに高めることができる。 In addition, as a copolymerizable monomer, a monomer having a functional group such as an epoxy group, a carboxyl group, a hydroxyl group, or an amino group, or a crosslinking monomer such as a divinyl compound or a di (meth) acrylate compound can be copolymerized. If a monomer having a functional group is copolymerized, the compatibility with the resin forming the surface layer 16 can be further increased.
外層２４のガラス状ポリマーとしては、例えば、アクリロニトリル−スチレンポリマー、エポキシ樹脂、カルボキシル基含有ポリマー、水酸基含有ポリマーなどが好適である。 As the glassy polymer of the outer layer 24, for example, acrylonitrile-styrene polymer, epoxy resin, carboxyl group-containing polymer, hydroxyl group-containing polymer and the like are suitable.
微粒子２０ａに占める外層２４の割合は、特に限定されるものではないが、６０〜１０重量％の範囲内にあることが好ましい。外層２４の割合が高くなりすぎると、微粒子２０ａの柔軟性は低下しやすくなる。外層２４は、微粒子２０ａの凝集を抑える程度に、比較的薄く形成されていることが好ましい。 The proportion of the outer layer 24 in the fine particles 20a is not particularly limited, but is preferably in the range of 60 to 10% by weight. If the ratio of the outer layer 24 becomes too high, the flexibility of the fine particles 20a tends to decrease. The outer layer 24 is preferably formed to be relatively thin so as to suppress aggregation of the fine particles 20a.
微粒子２０ａを形成するには、例えば、多段階のシード乳化重合法を用いると良い。まず、乳化重合によって種粒子を調製し、次いで、種粒子を肥大化するシード重合により内層２２を形成し、さらにこの粒子を核とするシード重合により外層２４を形成する。なお、３層以上の多層構造を有する場合、シード重合を繰り返すことにより形成することができる。 In order to form the fine particles 20a, for example, a multi-stage seed emulsion polymerization method may be used. First, seed particles are prepared by emulsion polymerization, then the inner layer 22 is formed by seed polymerization that enlarges the seed particles, and the outer layer 24 is formed by seed polymerization using the particles as nuclei. In addition, when it has a multilayer structure of three or more layers, it can form by repeating seed polymerization.
重合開始剤には、過硫酸塩系重合開始剤、アゾ系重合開始剤、有機過酸化物系重合開始剤など、一般的な重合開始剤を用いることができる。このとき、界面活性剤を併用しても良い。 As the polymerization initiator, a general polymerization initiator such as a persulfate-based polymerization initiator, an azo-based polymerization initiator, or an organic peroxide-based polymerization initiator can be used. At this time, a surfactant may be used in combination.
この微粒子２０ａの含有量は、表層１８を形成する樹脂組成物中のポリマー成分１００重量部に対して、５〜７０重量部の範囲内にあることが好ましい。５重量部未満では、表層１８に塗工シワが発生するのを抑える効果が低下しやすい。一方、７０重量部を超えると、トナー帯電性を向上させる効果が低下しやすい。上記特定範囲内にあれば、これらの効果のバランスに優れる。また、１０〜６０重量部の範囲内にあれば、一層優れる。さらに、２０〜５０重量部の範囲内にあれば、より一層優れる。 The content of the fine particles 20 a is preferably in the range of 5 to 70 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polymer component in the resin composition forming the surface layer 18. If it is less than 5 weight part, the effect which suppresses that a coating wrinkle will generate | occur | produce in the surface layer 18 will fall easily. On the other hand, if it exceeds 70 parts by weight, the effect of improving the toner chargeability tends to be reduced. If it exists in the said specific range, it is excellent in the balance of these effects. Moreover, if it exists in the range of 10-60 weight part, it will be still more excellent. Furthermore, if it exists in the range of 20-50 weight part, it will be still more excellent.
微粒子２０ａの平均粒径は、０．１〜１μｍの範囲内にあることが好ましい。平均粒径が０．１μｍ未満では、粒子が細かすぎて、扱いにくく、平均粒径が１μｍを超えると、表面粗さに与える影響が大きくなりやすい。仮に、表層１６に配合される微粒子２０ａが表面粗さに大きく影響すると、粗さ形成用粒子の配合などによりあらかじめ設計されている表面粗さが変更されやすい。平均粒径が上記特定範囲内にあれば、粒子の取り扱いも容易になり、表層に配合される微粒子が表面粗さに与える影響は少ない。より好ましくは、微粒子２０ａの平均粒径が０．１〜０．８μｍの範囲内にあると良い。 The average particle diameter of the fine particles 20a is preferably in the range of 0.1 to 1 μm. If the average particle size is less than 0.1 μm, the particles are too fine and difficult to handle, and if the average particle size exceeds 1 μm, the influence on the surface roughness tends to increase. If the fine particles 20a blended in the surface layer 16 have a great influence on the surface roughness, the surface roughness designed in advance can be easily changed by blending the roughness forming particles. When the average particle size is within the above specific range, the handling of the particles becomes easy, and the influence of the fine particles mixed in the surface layer on the surface roughness is small. More preferably, the average particle diameter of the fine particles 20a is in the range of 0.1 to 0.8 μm.
平均粒径は、粒度測定器により測定することができる。粒度測定器としては、例えば、日機装（株）製のマイクロトラックＵＰＡ−ＳＴ１５０などが挙げられる。 The average particle diameter can be measured with a particle size measuring instrument. Examples of the particle size measuring instrument include Microtrac UPA-ST150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.
表層１６に含有される微粒子は、微粒子２０ａに限定されるものではない。例えば、図２（ｂ）に示すように、略球状に形成され、ガラス状ポリマーよりなる内層２６と、内層２６を覆うゴム状ポリマーよりなる内層２２と、内層２２を覆うガラス状ポリマーよりなる外層２４とを備える三層構造を有している微粒子２０ｂであっても良い。内層２６と外層２４は、ともにガラス状ポリマーよりなるが、これらは同じ材料で形成されていても良いし、異なる材料で形成されていても良い。 The fine particles contained in the surface layer 16 are not limited to the fine particles 20a. For example, as shown in FIG. 2B, the inner layer 26 is formed in a substantially spherical shape and is made of a glassy polymer, the inner layer 22 is made of a rubbery polymer that covers the inner layer 26, and the outer layer is made of a glassy polymer that covers the inner layer 22. 24 may be a fine particle 20b having a three-layer structure. The inner layer 26 and the outer layer 24 are both made of a glassy polymer, but they may be made of the same material or different materials.
また、微粒子２０ａにおいて、内層２２と外層２４との間に、他の層を１層または２層以上備えていても良い。また、微粒子２０ｂにおいて、内層２２と外層２４との間、内層２６と内層２２との間、内層２６の内層などに、他の層を１層または２層以上備えていても良い。他の層は、ゴム状ポリマーよりなる層であっても良いし、ガラス状ポリマーよりなる層であっても良い。 In the fine particles 20a, one or more other layers may be provided between the inner layer 22 and the outer layer 24. Further, in the fine particles 20b, one or more other layers may be provided between the inner layer 22 and the outer layer 24, between the inner layer 26 and the inner layer 22, the inner layer of the inner layer 26, and the like. The other layer may be a layer made of a rubbery polymer or a layer made of a glassy polymer.
表層１６に含有される微粒子は、微粒子２０ａのみ、微粒子２０ｂのみ、または、微粒子２０ａまたは微粒子２０ｂにおいて他の層を備える微粒子のみであっても良いし、これらの１種または２種以上の混合物であっても良い。 The fine particles contained in the surface layer 16 may be only the fine particles 20a, only the fine particles 20b, or only the fine particles having other layers in the fine particles 20a or the fine particles 20b, or one kind or a mixture of two or more kinds thereof. There may be.
微粒子の具体例としては、例えば市販のものでは、ガンツ化成（株）製のスタフィロイドＡＣ３３５５、スタフィロイドＡＣ３８１６、スタフィロイドＡＣ３８３２、スタフィロイドＡＣ４０３０、スタフィロイドＡＣ３３６４、スタフィロイドＩＭ１０１、スタフィロイドＩＭ２０３、スタフィロイドＩＭ３０１、スタフィロイドＩＭ４０１、スタフィロイドＩＭ６０１、ガンツパールＧＢＭ５５、ガンツパールＧＭ１００５Ｈなどを例示することができる。 Specific examples of the fine particles include commercially available staphyloid AC3355, staphyloid AC3816, staphyloid AC3832, staphyloid AC4030, staphyloid AC3364, staphyloid IM101, staphyloid IM203, staphyloid manufactured by Ganz Kasei Co., Ltd. Examples include IM301, staphyloid IM401, staphyloid IM601, Gantzpearl GBM55, Gantzpearl GM1005H, and the like.
微粒子を含有することにより、表層１６の表面硬度は、４０〜９０Ｎ／ｍｍ２の範囲内になることが好ましい。微粒子を含有しない場合には、表層の表面硬度は１００Ｎ／ｍｍ２程度になる。 By containing fine particles, the surface hardness of the surface layer 16 is preferably in the range of 40 to 90 N / mm 2 . When fine particles are not contained, the surface hardness of the surface layer is about 100 N / mm 2 .
表層１６の表面硬度は、ＰＥＴフィルム上に３０μｍ厚で表層材料をシーティング（バーコートにて膜形成）し、微小硬度計（フィッシャーマイクロスコープＨＳ１００）を用い、ビッカース圧子にて押し込み荷重５ｍＮで測定されたマルテンス硬さ（任意の３箇所を測定した平均値）により表される。 The surface hardness of the surface layer 16 is measured on a PET film with a thickness of 30 μm by sheeting the surface layer material (forming a film with a bar coat) and using a micro hardness tester (Fisher microscope HS100) with an indentation load of 5 mN. It is expressed by the Martens hardness (average value obtained by measuring three arbitrary points).
このような微粒子を含有している表層１６には、微粒子以外にも、必要に応じて、導電剤（電子導電剤および／またはイオン導電剤）、粗さ形成剤（粗さ形成粒子など）、可塑剤、レベリング剤などの各種添加剤が１種または２種以上含まれていても良い。 In the surface layer 16 containing such fine particles, in addition to the fine particles, if necessary, a conductive agent (electronic conductive agent and / or ionic conductive agent), a roughness forming agent (such as roughness forming particles), Various additives such as a plasticizer and a leveling agent may be contained in one kind or two or more kinds.
粗さ形成粒子は、表層１６に添加されると、ロール表面の粗さを形成する。平均粒径は、例えば、現像ロールにおいて、トナー帯電性やトナー搬送性などに優れる観点から、１〜５０μｍの範囲内にあることが好ましい。粗さ形成粒子の形成材料は、特に限定されるものではないが、例えば、シリカ、ウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、尿素樹脂、シリコーン樹脂等があげられる。これらは、１種または２種以上併用することができる。なかでも、現像ロールにおいて、トナーの高帯電化が可能なシリカを好適に用いることができる。 When the roughness-forming particles are added to the surface layer 16, they form the roughness of the roll surface. The average particle diameter is preferably in the range of 1 to 50 μm, for example, from the viewpoint of excellent toner chargeability and toner transportability in the developing roll. The material for forming the roughness-forming particles is not particularly limited, and examples thereof include silica, urethane resin, polyamide resin, fluororesin, acrylic resin, urea resin, and silicone resin. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, silica capable of increasing the charge of the toner can be suitably used in the developing roll.
粗さ形成粒子の配合量は、例えば、現像ロールにおいて、トナー帯電性やトナー搬送性などに優れる観点から、表層１６を形成する樹脂組成物中のポリマー成分１００重量部に対して５〜５０重量部とすることが好ましい。 The blending amount of the roughness-forming particles is, for example, 5 to 50 weights with respect to 100 parts by weight of the polymer component in the resin composition forming the surface layer 16 from the viewpoint of excellent toner chargeability and toner transportability in the developing roll. Part.
なお、ロール表面の粗さを形成するには、粗さ形成粒子を添加する方法以外にも、例えば、微細な凹凸形状を有する金型を用い、ロール表面に凹凸形状を転写する方法などを用いても良い。 In addition, in order to form the roughness of the roll surface, in addition to the method of adding the roughness-forming particles, for example, a method of transferring the uneven shape to the roll surface using a mold having a fine uneven shape is used. May be.
表層１６の形成材料は、表層１６を形成する上記樹脂などの各成分を有機溶剤等に溶解、懸濁などさせた塗工液とすることが好ましい。有機溶剤としては、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは１種または２種以上併用することができる。特に、上記樹脂などの各成分の溶解性などの観点で、ＭＥＫが好ましい。塗工液の濃度は、塗工性などの観点で、５〜３０重量％の範囲内であることが好ましい。 The material for forming the surface layer 16 is preferably a coating solution obtained by dissolving or suspending each component such as the resin forming the surface layer 16 in an organic solvent or the like. Examples of the organic solvent include methyl ethyl ketone (MEK), methanol, toluene, isopropyl alcohol, methyl cellosolve, dimethylformamide and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In particular, MEK is preferable from the viewpoint of solubility of each component such as the resin. The concentration of the coating solution is preferably in the range of 5 to 30% by weight from the viewpoint of coating properties and the like.
表層１６は、３〜１０μｍの厚さに形成されることが好ましい。表層１６の厚みが３μｍ未満になると、耐摩耗性やトナー帯電性などの向上効果が低下しやすい。また、表層１６の厚みが１０μｍを超えると、塗工を繰返し行なう回数が多くなり、工程が煩雑になりやすい。 The surface layer 16 is preferably formed to a thickness of 3 to 10 μm. When the thickness of the surface layer 16 is less than 3 μm, improvement effects such as wear resistance and toner chargeability tend to be lowered. Moreover, when the thickness of the surface layer 16 exceeds 10 μm, the number of times of repeated coating increases, and the process tends to be complicated.
本発明に係る導電性ロールは、導電性ロール１０ａに限定されるものではない。例えば、図１（ｂ）に示すように、弾性層１４と表層１６との間に、薄い中間層１８を形成したものであっても良い。導電性ロール１０ｂにおいては、表層１６中に微粒子２０ａ、２０ｂなどが含有されている必要がある。 The conductive roll according to the present invention is not limited to the conductive roll 10a. For example, as illustrated in FIG. 1B, a thin intermediate layer 18 may be formed between the elastic layer 14 and the surface layer 16. In the conductive roll 10b, the surface layer 16 needs to contain fine particles 20a, 20b and the like.
中間層１８の形成材料としては、例えば、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）などのメタアクリル樹脂、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、フェノール樹脂などの樹脂、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エピクロルヒドリンゴムなどのゴム、これら樹脂やゴムをシリコーン、フッ素などで変性した変性物などを例示することができる。これらは１種または２種以上混合されていても良い。中間層を形成するポリマーは、表層を形成するポリマーと同じであっても良いし、異なっていても良い。 Examples of the material for forming the intermediate layer 18 include melamine resins, acrylic resins, polyamide resins, urethane resins, fluorine resins, silicone resins, methacrylic resins such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonates, epoxy resins, and phenol resins. Examples thereof include resin, rubber such as nitrile rubber (NBR) and epichlorohydrin rubber, and modified products obtained by modifying these resins and rubber with silicone, fluorine, and the like. These may be used alone or in combination. The polymer forming the intermediate layer may be the same as or different from the polymer forming the surface layer.
中間層１８は、導電剤（電子導電剤および／またはイオン導電剤）を含有していると良い。また、必要に応じて、粗さ形成剤（粗さ形成粒子）、可塑剤、レベリング剤などの各種添加剤を１種または２種以上適宜含有していても良い。導電性ロール１０ｂが粗さ形成粒子を含む場合、粗さ形成粒子は、表層１６および中間層１８のいずれに含有されていても良い。中間層１８は、３〜２０μｍの厚さに形成されることが好ましい。 The intermediate layer 18 preferably contains a conductive agent (an electronic conductive agent and / or an ionic conductive agent). Moreover, you may contain suitably 1 type (s) or 2 or more types of various additives, such as a roughness formation agent (roughness formation particle | grains), a plasticizer, and a leveling agent, as needed. When the conductive roll 10 b includes roughness forming particles, the roughness forming particles may be contained in either the surface layer 16 or the intermediate layer 18. The intermediate layer 18 is preferably formed to a thickness of 3 to 20 μm.
次に、本発明に係る導電性ロールの製造方法の一例について説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the electroconductive roll which concerns on this invention is demonstrated.
まず、弾性層１４を形成する各成分をニーダー等の混練機で混練し、弾性層１４形成材料を調製する。また、表層１６を形成する各成分を有機溶剤に溶解し、ホモジナイザーなどで分散させて、表層１６形成材料（塗工液）を調製する。 First, each component which forms the elastic layer 14 is knead | mixed with kneaders, such as a kneader, and the elastic layer 14 formation material is prepared. Moreover, each component which forms the surface layer 16 is melt | dissolved in an organic solvent, and is disperse | distributed with a homogenizer etc., and surface layer 16 formation material (coating liquid) is prepared.
次いで、円筒状金型の中空部に導電性シャフト１２をセットし、円筒状金型と導電性シャフト１２との空隙部に、弾性層１４形成材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱して、弾性層１４形成材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、導電性シャフト１２の外周面に弾性層１４が形成される。 Next, the conductive shaft 12 is set in the hollow portion of the cylindrical mold, the elastic layer 14 forming material is poured into the gap between the cylindrical mold and the conductive shaft 12, and then the mold is covered. Then, the elastic layer 14 forming material is crosslinked by heating. Thereafter, the elastic layer 14 is formed on the outer peripheral surface of the conductive shaft 12 by removing from the cylindrical mold.
次いで、弾性層１４の外周面に、表層１６を形成する塗工液を塗工する。塗工方法は、特に制限されるものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法などの一般的な方法を適用することができる。塗工後、乾燥、加熱架橋処理して、表層１６を形成する。このようにして、導電性ロール１０ａを作製することができる。 Next, a coating liquid for forming the surface layer 16 is applied to the outer peripheral surface of the elastic layer 14. The coating method is not particularly limited, and general methods such as a dipping method, a spray method, and a roll coating method can be applied. After coating, drying and heat crosslinking treatment are performed to form the surface layer 16. Thus, the electroconductive roll 10a can be produced.
導電性ロール１０ｂを作製する場合には、上記弾性層１４を形成後、上記表層１６を形成する方法に準じて、中間層１８を形成した後、中間層１８の外周面に表層１６を形成すれば良い。 When producing the conductive roll 10b, after forming the elastic layer 14, after forming the intermediate layer 18 according to the method of forming the surface layer 16, the surface layer 16 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer 18. It ’s fine.
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。なお、以下では、本発明を現像ロール、帯電ロールに適用した場合について例示する。ここでは、導電性シャフトの外周に、弾性層、中間層、被膜状の表層をこの順に積層した現像ロールと、導電性シャフトの外周に、弾性層、被膜状の表層をこの順に積層した現像ロールを作製した。また、導電性シャフトの外周に、弾性層、中間層、被膜状の表層をこの順に積層した帯電ロールを作製した。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples. Hereinafter, the case where the present invention is applied to a developing roll and a charging roll will be exemplified. Here, a developing roll in which an elastic layer, an intermediate layer, and a film-like surface layer are laminated in this order on the outer periphery of the conductive shaft, and a developing roll in which an elastic layer and a film-like surface layer are laminated in this order on the outer periphery of the conductive shaft Was made. Further, a charging roll was prepared by laminating an elastic layer, an intermediate layer, and a film-like surface layer in this order on the outer periphery of the conductive shaft.
（現像ロール）
（実施例１Ｇ）
＜導電性シャフト＞
外径６ｍｍ、長さ２５０ｍｍの鉄製で、表面にＮｉめっきが施されている中実円柱状の導電性シャフトを準備した。
(Development roll)
(Example 1G)
<Conductive shaft>
A solid cylindrical conductive shaft made of iron having an outer diameter of 6 mm and a length of 250 mm and having a surface plated with Ni was prepared.
＜弾性層組成物の調製＞
導電性シリコーンゴム（信越化学工業（株）製、「Ｘ３４−２７０Ａ／Ｂ」）をスタティックミキサにて混合し、弾性層組成物＜１＞を調製した。
<Preparation of elastic layer composition>
Conductive silicone rubber (“X34-270A / B” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was mixed with a static mixer to prepare an elastic layer composition <1>.
＜中間層組成物の調製＞
架橋系ウレタン樹脂（三菱化学（株）製、「ＰＴＭＧ１０００」を１００重量部、日本ポリウレタン（株）製、「ミリオネートＭＴ」を５０重量部）と、カーボンブラック（電気化学工業（株）製、「デンカブラックＨＳ−１００」）１０重量部と、ウレタン粒子（粗さ形成粒子、平均粒径１５μｍ、根上工業製、「Ｃ４００」）３０重量部とをボールミルにより混練した後、ＭＥＫ４００重量部を加えて混合、攪拌することにより、中間層組成物＜１＞を調製した。
<Preparation of intermediate layer composition>
Cross-linked urethane resin (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., "PTMG1000" 100 parts by weight, Nippon Polyurethane Co., Ltd., "Millionate MT" 50 parts by weight) and carbon black (Electrochemical Industry Co., Ltd., " 10 parts by weight of Denka Black HS-100 ") and 30 parts by weight of urethane particles (roughness forming particles, average particle size 15 μm, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd.," C400 ") were mixed by a ball mill, and then 400 parts by weight of MEK was added. The intermediate layer composition <1> was prepared by mixing and stirring.
＜表層塗工液の調製＞
メラミン樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、「スーパーベッカミンＬ−１４５」）６５重量部と、ジイソシアネート（大日本インキ化学工業（株）製、「バーノックＤＮ９５５」）３５重量部と、カーボンブラック（電気化学工業（株）製、「デンカブラックＨＳ−１００」）１０重量部とをボールミルにより混練した後、微粒子＜１＞（ガンツ化成（株）製、「スタフィロイドＩＭ−６０１」、平均粒径０．３μｍ）１０重量部とＭＥＫ４００重量部とを加えて、ホモジナイザーで撹拌（１００００ｒｐｍ×１０ｍｉｎ．）して、表層塗工液＜１＞を調製した。
<Preparation of surface coating solution>
65 parts by weight of melamine resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., “Super Becamine L-145”), 35 parts by weight of diisocyanate (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., “Bernock DN955”), carbon After 10 parts by weight of black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., “Denka Black HS-100”) was kneaded by a ball mill, fine particles <1> (manufactured by Ganz Kasei Co., Ltd., “Staffyroid IM-601”, average 10 parts by weight of particle size 0.3 μm) and 400 parts by weight of MEK were added and stirred with a homogenizer (10000 rpm × 10 min.) To prepare a surface coating solution <1>.
＜現像ロールの作製＞
その内部に導電性シャフトを同軸にセットした円筒状金型内に、弾性層組成物＜１＞を注入し、１９０℃で３０分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に厚さ３ｍｍの弾性層を有するロール体を作製した。次いで、このロール体の表面に、中間層組成物＜１＞を、ロールコーティング法により塗工した後、乾燥（硬化）させ、厚さ５μｍの中間層を形成した。次いで、この中間層の表面に、表層塗工液＜１＞を、ロールコーティング法により塗工した後、乾燥（硬化）させ、厚さ７μｍの表層を形成した。以上のようにして、実施例１Ｇに係る現像ロールを作製した。
<Preparation of developing roll>
The elastic layer composition <1> was injected into a cylindrical mold in which a conductive shaft was set coaxially, heated at 190 ° C. for 30 minutes, cooled and demolded. Thus, a roll body having an elastic layer having a thickness of 3 mm on the outer periphery of the conductive shaft was produced. Next, the intermediate layer composition <1> was applied to the surface of the roll body by a roll coating method, and then dried (cured) to form an intermediate layer having a thickness of 5 μm. Next, the surface layer coating liquid <1> was applied to the surface of the intermediate layer by a roll coating method, and then dried (cured) to form a surface layer having a thickness of 7 μm. As described above, the developing roll according to Example 1G was produced.
（実施例２Ｇ〜６Ｇ）
実施例１Ｇの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞の配合量を表１の配合量とした点以外は、実施例１Ｇと同様にして、実施例２Ｇ〜６Ｇに係る現像ロールを作製した。
(Examples 2G-6G)
In the preparation of the surface layer coating liquid of Example 1G, the developing rolls according to Examples 2G to 6G were produced in the same manner as Example 1G, except that the amount of fine particles <1> was changed to the amount of Table 1. did.
（実施例７Ｇ）
実施例１Ｇの表層塗工液の調製において、さらに、ウレタン粒子（粗さ形成粒子、平均粒径１５μｍ、根上工業（株）製、「Ｃ４００」）３０重量部を配合し、実施例１Ｇにおいて、中間層を形成しないでロール体の表面に表層を形成した点以外は、実施例１Ｇと同様にして、実施例７Ｇに係る現像ロールを作製した。
(Example 7G)
In the preparation of the surface layer coating liquid of Example 1G, 30 parts by weight of urethane particles (roughness-forming particles, average particle size of 15 μm, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., “C400”) were further blended. In Example 1G, A developing roll according to Example 7G was produced in the same manner as Example 1G, except that the surface layer was formed on the surface of the roll body without forming the intermediate layer.
（比較例１Ｇ）
実施例１Ｇの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞を配合しなかった点以外は、実施例１Ｇと同様にして、比較例１Ｇに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 1G)
A developing roll according to Comparative Example 1G was produced in the same manner as in Example 1G, except that in the preparation of the surface layer coating solution of Example 1G, the fine particles <1> were not blended.
（比較例２Ｇ）
＜表層塗工液の調製＞
メラミン樹脂（大日本インキ化学工業（株）製、「スーパーベッカミンＬ−１４５」）３５重量部と、シリコーン変性アクリル樹脂４５重量部と、ジイソシアネート（大日本インキ化学工業（株）製、「バーノックＤＮ９５５」）２０重量部と、カーボンブラック（電気化学工業（株）製、「デンカブラックＨＳ−１００」）１０重量部とをボールミルにより混練した後、ＭＥＫ４００重量部を加え、混合撹拌して、表層塗工液＜３＞を調製した。
(Comparative Example 2G)
<Preparation of surface coating solution>
35 parts by weight of melamine resin (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., “Super Becamine L-145”), 45 parts by weight of silicone-modified acrylic resin, diisocyanate (Dainippon Ink Chemical Co., Ltd., “Bernock”) DN955 ") 20 parts by weight and carbon black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 10 parts by weight were kneaded by a ball mill, 400 parts by weight of MEK was added, mixed and stirred, and the surface layer Coating liquid <3> was prepared.
なお、上記シリコーン変性アクリル樹脂には、下記の式（１）で表される繰返し単位から構成された、Ｔｇ＝−２０℃のジメチルシリコーン変性アクリル樹脂（変性率：５０重量％）を用いた。 As the silicone-modified acrylic resin, a dimethyl silicone-modified acrylic resin (modified rate: 50% by weight) having a Tg of −20 ° C. composed of a repeating unit represented by the following formula (1) was used.
＜現像ロールの作製＞
実施例１Ｇにおいて、表層塗工液＜１＞に代えて表層塗工液＜３＞を塗工して厚さ４μｍの表層を形成した点以外は、実施例１Ｇと同様にして、比較例２Ｇに係る現像ロールを作製した。
<Preparation of developing roll>
In Example 1G, Comparative Example 2G was performed in the same manner as Example 1G, except that the surface layer coating solution <3> was applied instead of the surface layer coating solution <1> to form a surface layer having a thickness of 4 μm. The developing roll which concerns on was produced.
（比較例３Ｇ）
実施例１Ｇの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞に代えて微粒子＜３＞（シリコーンパウダー、信越化学工業（株）製、「Ｘ−５２−７０３０」、平均粒径０．８μｍ）３０重量部を配合した点以外は、実施例１Ｇと同様にして、比較例３Ｇに係る現像ロールを作製した。
(Comparative Example 3G)
In the preparation of the surface coating solution of Example 1G, instead of the fine particles <1>, fine particles <3> (silicone powder, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “X-52-7030”, average particle size 0.8 μm) A developing roll according to Comparative Example 3G was produced in the same manner as Example 1G, except that 30 parts by weight was blended.
＜各現像ロールの評価＞
実施例および比較例に係る各現像ロールについて、塗工性、耐摩耗性を評価した。また、各現像ロールをプリンターに組み込んで、初期と耐久後のトナー帯電量をそれぞれ測定し、初期のトナー帯電量と、帯電量低下率の観点から、製品評価をした。
<Evaluation of each developing roll>
About each developing roll which concerns on an Example and a comparative example, coating property and abrasion resistance were evaluated. In addition, each developing roll was incorporated into a printer, and the toner charge amount after the initial and endurance was measured, and the product was evaluated from the viewpoint of the initial toner charge amount and the charge amount decrease rate.
（塗工性）
各現像ロール表面を光学顕微鏡（（株）ナカデン製、マイクロスコープＭｘ−１２００Ｅ）で観察し、塗工シワが発生しているか確認した。さらに、各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（キヤノン（株）製、「ＬＢＰ−２５１０」）に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの環境下で、ハーフトーン画像出し（１枚）を行ない、画像評価をした。ロール表面に塗工シワが発生せず、ハーフトーン画像での濃度むらがなく、細線のとぎれや色むら、スジ画像がなかったものを「◎」とし、ロール表面に塗工シワが発生しているが、画像に影響しない程度であったものを「○」とし、ロール表面に塗工シワが発生し、濃度むらが生じたものを「×」とした。
(Coating property)
The surface of each developing roll was observed with an optical microscope (manufactured by Nakaden Co., Ltd., microscope Mx-1200E) to confirm whether coating wrinkles were generated. Furthermore, each developing roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and a halftone image is output (one sheet) in an environment of 20 ° C. × 50% RH. Evaluated. No wrinkle on the roll surface, no density unevenness in the halftone image, fine line breaks, color unevenness, or no streak image was marked with “◎”, and the coating surface wrinkled on the roll surface. However, “O” indicates that the image does not affect the image, and “X” indicates that the coating surface is wrinkled and uneven density occurs on the roll surface.
（耐久性）
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター（キヤノン（株）製、「ＬＢＰ−２５１０」）に組み込み、３２．５℃×８０％ＲＨの環境下で、画像出しを通紙１０００枚（Ａ４サイズ）行ない、その後のロール外観を上記光学顕微鏡で拡大して観察した。中間層または表層に粗さ形成用粒子が存在する粒子トップ部の削れやクラックの発生がなく、画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、粒子トップ部の削れやクラックが発生しており、画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
(durability)
Each developing roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and the image is passed through 1000 sheets (A4 size) in an environment of 32.5 ° C. × 80% RH. Then, the roll appearance after that was magnified and observed with the optical microscope. If the particle top part where roughness forming particles exist in the intermediate layer or the surface layer is not scraped or cracked, and the image is not disturbed, the result is “Good”, and the particle top part is scraped or cracked. Therefore, the case where the image is disturbed is determined as “Fail”.
（トナー帯電量および帯電量低下率）
いわゆる吸引式ファラデーゲージ法を用いて、トナー帯電量の測定を行なった。すなわち、各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター（キヤノン（株）製、「ＬＢＰ−２５１０」）に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの環境下でベタ黒画像出し中にプリンターを停止する。
(Toner charge amount and charge reduction rate)
The toner charge amount was measured using a so-called suction type Faraday gauge method. That is, each developing roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and the printer is stopped during solid black image output under an environment of 20 ° C. × 50% RH.
次いで、図５に示す吸引式の静電電荷量測定装置３０の吸引口３２を現像ロールに押し当てながら、現像前の現像ロール上にあるトナーを吸引し、内筒３４内のフィルタ３６にトナーを回収する。内筒３４は、外部から静電的にシールドされている。 Next, while pressing the suction port 32 of the suction-type electrostatic charge amount measuring device 30 shown in FIG. 5 against the developing roll, the toner on the developing roll before development is sucked, and the toner is applied to the filter 36 in the inner cylinder 34. Recover. The inner cylinder 34 is electrostatically shielded from the outside.
接続されたエレクトロメータ３８（ＫＥＩＴＨＬＥＹ社製、「６５１７Ａ」）で、フィルタ３６に蓄積されたトナーの電荷量Ｑ（−μＣ）を測定する。また、フィルタ３６の重量増加分より、吸引されたトナーの重量Ｍ（ｇ）を算出する。これらの値を基に、トナーの比電荷Ｑ／Ｍ（−μＣ／ｇ）を算出し、トナーの比電荷を、トナー帯電量（−μＣ／ｇ）とした。 The charge amount Q (−μC) of the toner accumulated in the filter 36 is measured by a connected electrometer 38 (“6517A” manufactured by KEITHLEY). Further, the weight M (g) of the sucked toner is calculated from the weight increase of the filter 36. Based on these values, the specific charge Q / M (−μC / g) of the toner was calculated, and the specific charge of the toner was defined as the toner charge amount (−μC / g).
初期のトナー帯電量は、最初のベタ白画像出しにおけるトナー帯電量とし、耐久後のトナー帯電量は、ベタ白画像出し３０００回実施後のトナー帯電量とした。帯電量低下率は、初期のトナー帯電量に対する耐久後のトナー帯電量（％）で表されている。初期のトナー帯電量（−μＣ／ｇ）は、４０以上を「◎」、３０以上４０未満を「○」、３０未満を「×」とした。帯電量低下率（％）は、８５以上を「◎」、８０以上８５未満を「○」、８０未満を「×」とした。 The initial toner charge amount was the toner charge amount in the first solid white image output, and the toner charge amount after the endurance was the toner charge amount after 3000 times of the solid white image output. The charge amount decrease rate is expressed as a toner charge amount (%) after durability with respect to the initial toner charge amount. The initial toner charge amount (−μC / g) was “◎” for 40 or more, “◯” for 30 or more and less than 40, and “x” for less than 30. The rate of decrease in charge amount (%) was 85 or more as “◎”, 80 or more and less than 85 as “◯”, and less than 80 as “x”.
表１に、各現像ロールの配合組成、評価結果をまとめたものを示す。また、一例として、図３、４に、実施例３および比較例１に係る現像ロール表面をそれぞれ上記光学顕微鏡で撮影して得られた画像を示す。 Table 1 summarizes the composition and evaluation results of each developing roll. As an example, FIGS. 3 and 4 show images obtained by photographing the surfaces of the developing rolls according to Example 3 and Comparative Example 1 with the optical microscope.
表１によれば、各比較例に係る現像ロールは、塗工性、耐久性のいずれかに劣っていることが分かる。 According to Table 1, it turns out that the developing roll which concerns on each comparative example is inferior to either coating property or durability.
表層に微粒子＜１＞を配合しなかった比較例１Ｇに係る現像ロールは、図４に示すように、ロール表面に塗工シワが発生し、画像に濃度むらが生じた。また、耐久試験で表層にクラックが発生した。 As shown in FIG. 4, in the developing roll according to Comparative Example 1G in which the fine particles <1> were not blended in the surface layer, coating wrinkles occurred on the roll surface, and uneven density occurred in the image. Moreover, the crack generate | occur | produced in the surface layer by the endurance test.
表層に微粒子＜１＞を配合せず、表層の厚みを４μｍに薄くした比較例２Ｇに係る現像ロールは、ロール表面に塗工シワは発生しなかったが、耐久試験で、中間層に粗さ形成用粒子が存在する表層トップ部の削れが顕著であった。 In the developing roll according to Comparative Example 2G in which the surface layer was not blended with the fine particles <1> and the thickness of the surface layer was reduced to 4 μm, coating wrinkles did not occur on the roll surface, but in the durability test, the intermediate layer was rough. The top of the surface layer where the forming particles exist was severely scraped.
微粒子＜１＞に代えて微粒子＜３＞を表層塗工液に配合した比較例３Ｇでは、微粒子＜３＞の分散性が悪く塊状になり、表層を塗工することができなかった。 In Comparative Example 3G in which the fine particle <3> was blended in the surface coating solution instead of the fine particle <1>, the dispersibility of the fine particle <3> was poor and a lump was formed, and the surface layer could not be applied.
これに対し、表層に微粒子＜１＞を配合した各実施例に係る現像ロールは、塗工性および耐久性に優れることを確認できた。 On the other hand, it has confirmed that the image development roll which concerns on each Example which mix | blended microparticles | fine-particles <1> in the surface layer was excellent in coating property and durability.
一例として、図３に、実施例３Ｇに係る現像ロール表面の撮影画像を示している。このように、各実施例に係る現像ロール表面には、塗工シワが発生していないか、発生していても画像に影響しない程度であり、塗工性に優れている。そして、塗工シワが発生しにくいので、表層を厚く形成することができ、耐久性にも優れている。すなわち、各実施例に係る現像ロールによれば、塗工シワの発生が抑えられ、耐久性に優れることを確認できた。 As an example, FIG. 3 shows a photographed image on the surface of the developing roll according to Example 3G. Thus, on the surface of the developing roll according to each example, coating wrinkles are not generated, or even if they are generated, the image is not affected, and the coating property is excellent. And since coating wrinkles do not occur easily, the surface layer can be formed thick, and the durability is excellent. That is, according to the developing roll concerning each Example, generation | occurrence | production of coating wrinkles was suppressed and it has confirmed that it was excellent in durability.
なお、実施例７Ｇは、弾性層の外周面に中間層を備えていないため、表層に粗さ形成粒子を配合しているが、実施例１Ｇ〜６Ｇと同様に、塗工性および耐久性に優れている。 In addition, since Example 7G does not include an intermediate layer on the outer peripheral surface of the elastic layer, the surface layer is blended with roughness-forming particles. However, as in Examples 1G to 6G, the coatability and durability are improved. Are better.
さらに、各実施例に係る現像ロールをプリンターに組み込んで、製品評価をしたところ、初期のトナー帯電量および帯電量低下率に優れており、製品性能にも問題がないことを確認できた。 Furthermore, when the developing roll according to each example was incorporated into a printer and evaluated, the product was excellent in the initial toner charge amount and charge amount reduction rate, and it was confirmed that there was no problem in product performance.
（帯電ロール）
（実施例１Ｔ）
＜導電性シャフト＞
外径６ｍｍ、長さ２５２．５ｍｍの鉄製で、表面にＮｉめっきが施されている中実円柱状の導電性シャフトを準備した。
(Charging roll)
Example 1T
<Conductive shaft>
A solid cylindrical conductive shaft made of iron having an outer diameter of 6 mm and a length of 252.5 mm and having a surface plated with Ni was prepared.
＜弾性層組成物の調製＞
ＥＰＤＭ（三井化学（株）製、「ＥＰＴ４０４５」）１００重量部と、カーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ）２０重量部と、酸化亜鉛５重量部と、ステアリン酸１重量部と、プロセスオイル（出光化学製、「ダイアナプロセスＰＷ３８０」）３０重量部と、ジニトロソペンタメチレンテトラミン（発泡剤）１５重量部と、硫黄１重量部と、ジベンゾチアゾールジスルフィド（架橋促進剤）２重量部と、テトラメチルチウラムモノサルファイド（架橋促進剤）１重量部とを配合し、弾性層組成物＜２＞を調製した。
<Preparation of elastic layer composition>
EPDM (Mitsui Chemicals, "EPT4045") 100 parts by weight, carbon black (Ketjen Black EC) 20 parts by weight, zinc oxide 5 parts by weight, stearic acid 1 part by weight, process oil (Idemitsu Chemical) Manufactured by Diana Process PW380), 15 parts by weight of dinitrosopentamethylenetetramine (foaming agent), 1 part by weight of sulfur, 2 parts by weight of dibenzothiazole disulfide (crosslinking accelerator), and tetramethylthiuram mono An elastic layer composition <2> was prepared by blending 1 part by weight of sulfide (crosslinking accelerator).
＜中間層組成物の調製＞
ヒドリンゴム（ダイソー製、「エピクロマーＣＧ１０２」）１００重量部と、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート１重量部と、シリカ（日本シリカ工業製、「Ｎｉｐｓｉｌ ＥＲ」）１０重量部と、酸化亜鉛（三井金属工業製）５重量部と、ステアリン酸（花王製、「ルナックＳ−３０」）１重量部と、加硫促進剤（大内新興化学工業製、「ノクセラーＤＭ」）０．５重量部と、加硫促進剤（大内新興化学工業製、「ノクセラーＴＴ」）０．５重量部と、加硫促進剤（大内新興化学工業製、「ノクセラーＴＲＡ」）０．５重量部とを配合し、ロールを用いて混練することにより、中間層組成物＜２＞を調製した。
<Preparation of intermediate layer composition>
100 parts by weight of hydrin rubber (manufactured by Daiso, “Epichromer CG102”), 1 part by weight of trimethyloctadecyl ammonium perchlorate, 10 parts by weight of silica (manufactured by Nippon Silica Industry, “Nipsil ER”), and zinc oxide (manufactured by Mitsui Kinzoku Kogyo) 5 parts by weight, 1 part by weight of stearic acid (manufactured by Kao, “Lunac S-30”), 0.5 part by weight of a vulcanization accelerator (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry, “Noxeller DM”), and vulcanization acceleration 0.5 parts by weight of an agent (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry, "Noxeller TT") and 0.5 parts by weight of a vulcanization accelerator (manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Industry, "Noxeller TRA") The intermediate layer composition <2> was prepared by using and kneading.
＜表層塗工液の調製＞
フッ素化オレフィン系樹脂（アトフィナジャパン製、「カイナーＳＬ」）１００重量部と、導電性酸化チタン（石原テクノ製、「タイペークＥＴ−３００Ｗ」）１００重量部とをＭＥＫ２００重量部に加えこれらをサンドミルで分散させた後、微粒子＜１＞（ガンツ化成（株）製、「スタフィロイドＩＭ−６０１」、平均粒径０．３μｍ）１０重量部を加えてホモジナイザーで撹拌（１００００ｒｐｍ、１０ｍｉｎ．）し、表層塗工液＜２＞を調製した。
<Preparation of surface coating solution>
100 parts by weight of fluorinated olefin-based resin (manufactured by Atofina Japan, “Kayner SL”) and 100 parts by weight of conductive titanium oxide (manufactured by Ishihara Techno, “Taipeke ET-300W”) are added to 200 parts by weight of MEK, and these are added to a sand mill. Then, 10 parts by weight of fine particles <1> (manufactured by Ganz Kasei Co., Ltd., “Staffyroid IM-601”, average particle size 0.3 μm) are added and stirred with a homogenizer (10000 rpm, 10 min.). A surface layer coating solution <2> was prepared.
＜帯電ロールの作製＞
導電性シャフトの外周に接着剤を塗布した後、押出機を用いてこの表面に弾性層組成物＜２＞および中間層組成物＜２＞を共押出成形した。次いで、これを金型内で同時架橋・発泡させた。これにより、導電性シャフトの外周に弾性層（厚み２．５ｍｍ）が形成され、弾性層の外周に中間層（厚み０．５ｍｍ）が形成されたロール体を作製した。次いで、このロール体の表面に表層塗工液＜２＞をロールコーティング法により塗工し、乾燥させた後、１５０℃×６０分の条件で加熱架橋を行なって、厚さ１０μｍの表層を形成した。以上のようにして、実施例１Ｔに係る帯電ロールを作製した。
<Preparation of charging roll>
After the adhesive was applied to the outer periphery of the conductive shaft, the elastic layer composition <2> and the intermediate layer composition <2> were coextruded on the surface using an extruder. Next, this was simultaneously crosslinked and foamed in a mold. This produced a roll body in which an elastic layer (thickness 2.5 mm) was formed on the outer periphery of the conductive shaft, and an intermediate layer (thickness 0.5 mm) was formed on the outer periphery of the elastic layer. Next, the surface layer coating liquid <2> is applied to the surface of the roll body by the roll coating method, dried, and then heated and crosslinked at 150 ° C. for 60 minutes to form a surface layer having a thickness of 10 μm. did. As described above, a charging roll according to Example 1T was produced.
（実施例２Ｔ〜６Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞の配合量を表２の配合量とした点以外は、実施例１Ｔと同様にして、実施例２Ｔ〜６Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Examples 2T to 6T)
In the preparation of the surface layer coating liquid of Example 1T, charging rolls according to Examples 2T to 6T were produced in the same manner as Example 1T, except that the amount of fine particles <1> was changed to the amount of Table 2. did.
（実施例７Ｔ〜８Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、さらに、ウレタン粒子（粗さ形成粒子、平均粒径６μｍ、根上工業（株）製、「Ｃ８００」）２０重量部を配合し、微粒子＜１＞の配合量を表２の配合量とした点以外は、実施例１Ｔと同様にして、実施例７Ｔ〜８Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Examples 7T to 8T)
In the preparation of the surface layer coating solution of Example 1T, 20 parts by weight of urethane particles (roughness-forming particles, average particle size 6 μm, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., “C800”) were further blended, and the fine particles <1> A charging roll according to Examples 7T to 8T was produced in the same manner as Example 1T except that the blending amount was changed to the blending amount shown in Table 2.
（実施例９Ｔ〜１４Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞に代えて微粒子＜２＞（ガンツ化成（株）製、「スタフィロイドＡＣ−３３５５」）、平均粒径０．５μｍ）を表２の配合量で配合した点以外は、実施例１Ｔと同様にして、実施例９Ｔ〜１４Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Examples 9T to 14T)
In preparation of the surface layer coating solution of Example 1T, instead of the fine particles <1>, fine particles <2> (manufactured by Ganz Kasei Co., Ltd., “Staffyroid AC-3355”, average particle size 0.5 μm) are shown in Table 2. The charging roll which concerns on Examples 9T-14T was produced like Example 1T except the point mix | blended with the compounding quantity of.
（実施例１５Ｔ〜１６Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞に代えて微粒子＜２＞を表２の配合量で配合し、さらに、ウレタン粒子（粗さ形成粒子、平均粒径６μｍ、根上工業（株）製、「Ｃ８００」）２０重量部を配合した点以外は、実施例１Ｔと同様にして、実施例１５Ｔ〜１６Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Examples 15T to 16T)
In the preparation of the surface layer coating liquid of Example 1T, instead of the fine particles <1>, fine particles <2> were blended in the blending amounts shown in Table 2, and further urethane particles (roughness-forming particles, average particle size of 6 μm, Negami Kogyo Co., Ltd.). A charging roll according to Examples 15T to 16T was produced in the same manner as Example 1T except that 20 parts by weight of “C800” manufactured by Co., Ltd. was blended.
（比較例１Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞を配合しなかった点以外は、実施例１Ｔと同様にして、比較例１Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 1T)
In the preparation of the surface layer coating solution of Example 1T, a charging roll according to Comparative Example 1T was produced in the same manner as Example 1T, except that the fine particles <1> were not blended.
（比較例２Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞を配合しなかった点およびウレタン粒子（粗さ形成粒子、平均粒径６μｍ、根上工業（株）製、「Ｃ８００」）２０重量部を配合した点以外は、実施例１Ｔと同様にして、比較例２Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 2T)
In the preparation of the surface layer coating liquid of Example 1T, 20 parts by weight of urethane particles (roughness-forming particles, average particle size 6 μm, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., “C800”), in which fine particles <1> were not blended. A charging roll according to Comparative Example 2T was produced in the same manner as in Example 1T, except that was added.
（比較例３Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞を配合しなかった点および表２に示す表層の厚みとした点以外は、実施例１Ｔと同様にして、比較例３Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 3T)
In the preparation of the surface layer coating liquid of Example 1T, the charging according to Comparative Example 3T was performed in the same manner as Example 1T, except that the fine particles <1> were not blended and the thickness of the surface layer shown in Table 2 was used. A roll was produced.
（比較例４Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞を配合しなかった点、ウレタン粒子（粗さ形成粒子、平均粒径６μｍ、根上工業（株）製、「Ｃ８００」）２０重量部を配合した点、および、表２に示す表層の厚みとした点以外は、実施例１Ｔと同様にして、比較例４Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 4T)
In preparation of the surface layer coating liquid of Example 1T, 20 parts by weight of urethane particles (roughness-forming particles, average particle size 6 μm, manufactured by Negami Kogyo Co., Ltd., “C800”), in which fine particles <1> were not blended. A charging roll according to Comparative Example 4T was produced in the same manner as in Example 1T, except that the above was blended and the thickness of the surface layer shown in Table 2 was used.
（比較例５Ｔ）
実施例１Ｔの表層塗工液の調製において、微粒子＜１＞に代えて微粒子＜３＞（シリコーンパウダー、信越化学工業（株）製、「Ｘ−５２−７０３０」、平均粒径０．８μｍ）１０重量部を配合し、表２に示す表層の厚みとした点以外は、実施例１Ｔと同様にして、比較例５Ｔに係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 5T)
In preparation of the surface layer coating solution of Example 1T, fine particles <3> instead of fine particles <1> (silicone powder, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., “X-52-7030”, average particle size 0.8 μm) A charging roll according to Comparative Example 5T was produced in the same manner as Example 1T, except that 10 parts by weight were blended and the thickness of the surface layer shown in Table 2 was used.
＜各帯電ロールの評価＞
実施例および比較例に係る各帯電ロールについて、塗工性、耐久性を評価した。耐久性は、ロール表面のクラックや剥がれ、およびロール表面のトナー融着の観点から評価した。
<Evaluation of each charging roll>
About each charging roll which concerns on an Example and a comparative example, coating property and durability were evaluated. The durability was evaluated from the viewpoints of cracks and peeling on the roll surface and toner fusion on the roll surface.
（塗工性）
各帯電ロール表面を光学顕微鏡（（株）ナカデン製、マイクロスコープＭｘ−１２００Ｅ）で観察し、塗工シワが発生しているか確認した。さらに、各帯電ロールを市販のカラーレーザープリンター（キヤノン（株）製、「ＬＢＰ−２５１０」）に組み込み、２０℃×５０％ＲＨの環境下でハーフトーン画像出し（１枚）を行ない画像評価をした。ロール表面に塗工シワが発生せず、ハーフトーン画像での濃度むらがなく、細線のとぎれや色むら、スジ画像がなかったものを「○」とし、ロール表面に塗工シワが発生し、濃度むらが生じたものを「×」とした。
(Coating property)
The surface of each charging roll was observed with an optical microscope (manufactured by Nakaden Co., Ltd., microscope Mx-1200E) to confirm whether coating wrinkles were generated. Furthermore, each charging roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and a halftone image is output (one sheet) in an environment of 20 ° C. × 50% RH, and image evaluation is performed. did. No wrinkle on the roll surface, no density unevenness in the halftone image, fine line breaks and color unevenness, no streak image was marked with `` ○ '', and the coating surface wrinkled on the roll surface, The case where the density unevenness occurred was indicated as “x”.
（耐久性１）
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター（キヤノン（株）製、「ＬＢＰ−２５１０」）に組み込み、３２．５℃×８０％ＲＨの環境下で、画像出しを通紙１０００枚（Ａ４サイズ）行ない、２０℃×５０％ＲＨの環境下で画像評価を行なった。また、その後のロール外観を上記光学顕微鏡で拡大して観察した。ロール表面にクラックや剥がれが発生せず、画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、ロール表面にクラックや剥がれが発生しており、画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
(Durability 1)
Each charging roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and 1000 sheets of paper to be printed (A4 size) in an environment of 32.5 ° C. × 80% RH Then, image evaluation was performed in an environment of 20 ° C. × 50% RH. Moreover, the subsequent roll appearance was magnified and observed with the optical microscope. If the roll surface is not cracked or peeled off and the image is not disturbed, it is judged as “Good”. If the roll surface is cracked or peeled off, and the image is disturbed, it is rejected. It was.
（耐久性２）
各帯電ロールを、φ３０の金属ロール上で荷重２ｋｇを軸端に載せ１２時間空回転させた後に、２０℃×５０％ＲＨの環境下で画像評価を行なった。また、その後のロール外観を上記光学顕微鏡で拡大して観察した。ロール表面にクラックや剥がれが発生せず、画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、ロール表面にクラックや剥がれが発生しており、画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
(Durability 2)
Each charging roll was idled for 12 hours on a shaft with a load of 2 kg on a φ30 metal roll, and image evaluation was performed in an environment of 20 ° C. × 50% RH. Moreover, the subsequent roll appearance was magnified and observed with the optical microscope. If the roll surface is not cracked or peeled off and the image is not disturbed, it is judged as “Good”. If the roll surface is cracked or peeled off, and the image is disturbed, it is rejected. It was.
（耐久時トナー融着）
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター（キヤノン（株）製、「ＬＢＰ−２５１０」）に組み込み、３２．５℃×８０％ＲＨの環境下で画像出しを通紙５０００枚（Ａ４サイズ）行ない、２０℃×５０％ＲＨの環境下で画像評価を行なった。ロール表面にトナー融着が発生していない、または画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、ロール表面にトナー融着が発生しており画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
(Durable toner fusion)
Each charging roll is incorporated into a commercially available color laser printer (manufactured by Canon Inc., “LBP-2510”), and 5000 sheets (A4 size) of image output are performed in an environment of 32.5 ° C. × 80% RH. The image was evaluated in an environment of 20 ° C. × 50% RH. If the toner is not fused on the roll surface or if the image is not disturbed, it is judged as “good”, and if the toner is fused on the roll surface and the image is disturbed, it is rejected. "
表２に、各帯電ロールの配合組成、評価結果をまとめたものを示す。表２によれば、各比較例に係る帯電ロールは、塗工性、耐久性のいずれかで劣っていることが分かる。 Table 2 summarizes the composition and evaluation results of each charging roll. According to Table 2, it turns out that the charging roll which concerns on each comparative example is inferior in either coating property or durability.
比較例１Ｔ、２Ｔでは、表層に本発明に係る微粒子を配合していない。そのため、ロール表面に塗工シワが発生し、画像に濃度むらが生じて塗工性で劣っている。また、ロールの表面硬度が高くなり、耐久時にトナー融着が発生し、画像に乱れが生じて耐久性でも劣っている。 In Comparative Examples 1T and 2T, the fine particles according to the present invention are not blended in the surface layer. Therefore, coating wrinkles are generated on the roll surface, density unevenness occurs in the image, and the coating property is inferior. Further, the surface hardness of the roll is increased, toner fusing occurs during durability, the image is disturbed, and the durability is poor.
比較例３Ｔでは、表層に本発明に係る微粒子を配合していないが、表層の厚みを薄くしたため、塗工シワは発生せず、塗工性に問題はなかった。しかしながら、表層の厚みを薄くしたために、耐久性１および耐久性２で劣っている。同様に、比較例４Ｔでは、耐久性２で劣っている。 In Comparative Example 3T, fine particles according to the present invention were not blended in the surface layer, but since the thickness of the surface layer was reduced, coating wrinkles did not occur and there was no problem in coating properties. However, since the thickness of the surface layer is reduced, durability 1 and durability 2 are inferior. Similarly, in Comparative Example 4T, durability 2 is inferior.
比較例５Ｔでは、微粒子＜１＞に代えて微粒子＜３＞を表層塗工液に配合している。そのため、微粒子＜３＞の分散性が悪く塊状になり、表層を塗工することができなかった。 In Comparative Example 5T, instead of the fine particles <1>, fine particles <3> are blended in the surface coating solution. For this reason, the dispersibility of the fine particles <3> was poor, resulting in lumps, and the surface layer could not be applied.
これに対し、各実施例に係る帯電ロールは、塗工性および耐久性に優れることが確認できた。これは、実施例において表層に本発明に係る微粒子を配合した結果、表層の硬度が低下して表層とその下層との間の物性差が小さくなり、表層における塗工シワやクラック、剥がれが抑えられたためと考えられる。また、表層の硬度が低下してロール表面の硬度が低下した結果、耐久時トナー融着も抑えられたためと考えられる。 On the other hand, it was confirmed that the charging roll according to each example was excellent in coating property and durability. This is because, as a result of blending the fine particles according to the present invention in the surface layer in the examples, the hardness of the surface layer is lowered, the physical property difference between the surface layer and its lower layer is reduced, and coating wrinkles, cracks and peeling in the surface layer are suppressed. It is thought that it was because Further, it is considered that the toner fusion during the durability was suppressed as a result of the hardness of the surface layer being lowered and the hardness of the roll surface being lowered.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
１０ａ、１０ｂ 電子写真機器用導電性ロール
１２ 導電性シャフト
１４ 弾性層
１６ 表層
１８ 中間層
２０ａ、２０ｂ 微粒子
２２ 内層（ゴム状ポリマー層）
２４ 外層（ガラス状ポリマー層）
２６ 内層（ガラス状ポリマー層）
10a, 10b Conductive roll for electrophotographic equipment 12 Conductive shaft 14 Elastic layer 16 Surface layer 18 Intermediate layer 20a, 20b Fine particle 22 Inner layer (rubber-like polymer layer)
24 Outer layer (glassy polymer layer)
26 Inner layer (glassy polymer layer)
Claims (7)
前記表層中には、多層構造を有する微粒子が含有され、
前記微粒子は、多層構造の内層に位置する少なくとも１層がゴム状ポリマーよりなり、多層構造の外層はガラス状ポリマーよりなることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。 On the outer periphery of the shaft body, at least an elastic layer and a surface layer made of a resin composition are sequentially laminated,
The surface layer contains fine particles having a multilayer structure,
The conductive roll for an electrophotographic apparatus, wherein the fine particles include at least one layer located in an inner layer of a multilayer structure made of a rubbery polymer, and an outer layer of the multilayer structure made of a glassy polymer.
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