JP2649162B2 - Charging roll - Google Patents
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- JP2649162B2 JP2649162B2 JP62224484A JP22448487A JP2649162B2 JP 2649162 B2 JP2649162 B2 JP 2649162B2 JP 62224484 A JP62224484 A JP 62224484A JP 22448487 A JP22448487 A JP 22448487A JP 2649162 B2 JP2649162 B2 JP 2649162B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子写真複写機の帯電ロールに関するも
のである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a charging roll of an electrophotographic copying machine.
電子写真複写機の帯電ロールは、通常、第４図に示す
ように、金属シヤフト１とその外周面に形成された導電
性弾性層２とによつて構成されている。上記導電性弾性
層２は、一般に、シリコーンゴム等の合成ゴム中に導電
性粉末や導電性繊維（カーボンブラツク，金属粉末，カ
ーボン繊維等）を混入した組成物によつて形成されてい
る。また、上記導電性弾性層２に代えて、合成ゴム本来
のイオン導電性を利用し、あるいはこれに高誘電性液体
やイオン性物質を添加し上記合成ゴムのイオン導電性を
補強したイオン性半導電性弾性層を備えた帯電ロールも
知られている。As shown in FIG. 4, a charging roll of an electrophotographic copying machine is generally constituted by a metal shaft 1 and a conductive elastic layer 2 formed on an outer peripheral surface thereof. The conductive elastic layer 2 is generally formed of a composition in which conductive powder and conductive fibers (carbon black, metal powder, carbon fibers, etc.) are mixed in synthetic rubber such as silicone rubber. Also, instead of the conductive elastic layer 2, an ionic semiconducting material utilizing the inherent ionic conductivity of synthetic rubber, or adding a high dielectric liquid or an ionic substance thereto to reinforce the ionic conductivity of the synthetic rubber. A charging roll provided with a conductive elastic layer is also known.
このような帯電ロールについては、第５図に示されて
いる。すなわち、帯電ロール3,3aは、感光ドラム４の外
周面に圧接することにより回転し、接触部の摺動摩擦に
よつて感光ドラム４の外周部を帯電させる。そのため、
帯電ロールには弾性が要求されると同時に弾性変形によ
つてもその電気抵抗レベルが変動しないことが要求され
る。このような帯電ロールの電気抵抗レベルは105〜108
Ωの範囲に入るのが望ましい、とされている。なお、第
５図において、５は感光ドラム４の表面に付着するトナ
ーであり、感光ドラム４が陰極に帯電し、トナー５が陽
極に帯電している状態を示している。また、６は感光ド
ラム４からトナー５の供給を受けて複写画像を形成する
複写用紙である。Such a charging roll is shown in FIG. That is, the charging rolls 3 and 3a rotate by pressing against the outer peripheral surface of the photosensitive drum 4, and charge the outer peripheral portion of the photosensitive drum 4 by the sliding friction of the contact portion. for that reason,
The charging roll is required to have elasticity, and at the same time, to have its electric resistance level not fluctuated by elastic deformation. The electric resistance level of such a charging roll is 10 5 to 10 8
It is said that it is desirable to be in the range of Ω. In FIG. 5, reference numeral 5 denotes toner adhered to the surface of the photosensitive drum 4, and shows a state in which the photosensitive drum 4 is charged to the cathode and the toner 5 is charged to the anode. Reference numeral 6 denotes a copy sheet for receiving a supply of the toner 5 from the photosensitive drum 4 to form a copy image.
しかしながら、導電性弾性層２を備える帯電ロール
は、合成ゴム中に混入された導電性粒子同士の接触によ
つて導電性が与えられるため、必ずしも均一な粒子間接
触が得られない。これは、特に半導電性領域で顕著であ
り、したがつて、上記の範囲内の導電性に収めることが
難しい。また、マトリツクスとなる合成ゴムの硬度が低
い場合（例えば発泡体である場合）、導電性弾性層２が
加圧により容易に変形するため導電性粒子間の接触程度
が変化し、電気抵抗が大きく変化する。したがつて、上
記導電性の不均一と電気抵抗の変化とによつて、感光ド
ラムの帯電等が不均一となり、電子写真複写機において
充分な画質のものが得られない。However, since the charging roll provided with the conductive elastic layer 2 is provided with conductivity by the contact between the conductive particles mixed in the synthetic rubber, uniform contact between particles cannot always be obtained. This is particularly noticeable in the semiconductive region, and it is therefore difficult to keep the conductivity within the above range. Further, when the hardness of the synthetic rubber serving as the matrix is low (for example, in the case of a foam), the conductive elastic layer 2 is easily deformed by pressurization, so that the degree of contact between the conductive particles changes and the electric resistance increases. Change. Therefore, due to the non-uniformity of the conductivity and the change of the electric resistance, the charging and the like of the photosensitive drum become non-uniform, and a satisfactory image quality cannot be obtained in an electrophotographic copying machine.
また、合成ゴム本来のイオン導電性を利用した場合、
105〜108Ωの範囲内に電気抵抗レベルを収めることは困
難であり、電気抵抗レベルをダウンさせるために高誘電
性液体やイオン性物質を添加することも考えられるが、
このようにすると感光体の汚染等の問題が生ずる。特
に、感光体として有機感光体を使用している場合、高誘
電性液体が感光体を溶かしてしまうおそれがある。Also, when utilizing the inherent ionic conductivity of synthetic rubber,
It is difficult to keep the electric resistance level within the range of 10 5 to 10 8 Ω, and it is conceivable to add a high dielectric liquid or ionic substance to lower the electric resistance level,
This causes a problem such as contamination of the photoconductor. In particular, when an organic photoreceptor is used as the photoreceptor, the high dielectric liquid may dissolve the photoreceptor.
一方、金属スリーブの外周に、メトキシメチル化ナイ
ロン層を形成した、トナー摩擦帯電用のロールが提案さ
れている（特開昭56−89766号公報）。そして、同公報
には、上記メチルメトキシ化ナイロンをクエン酸によつ
て、架橋することも記載されている。しかし、この技術
は、トナー摩擦帯電用のロールに関するものであり、こ
の技術を感光ドラムに接触して感光ドラムの表面を摩擦
帯電させる帯電ロールに応用しても、それぞれ摩擦帯電
する対象が異なるため、満足できる結果が得られない。On the other hand, a roll for toner triboelectric charging, in which a methoxymethylated nylon layer is formed on the outer periphery of a metal sleeve, has been proposed (JP-A-56-89766). The publication also discloses that the methylmethoxylated nylon is crosslinked with citric acid. However, this technology is related to a roller for frictionally charging toner, and even if this technology is applied to a charging roller that frictionally charges the surface of the photosensitive drum by contacting the photosensitive drum, the objects to be frictionally charged are different. And satisfactory results cannot be obtained.
このように、これまでの帯電ロールは、いずれも、導
電性が不均一であるとか感光体を汚染する等の問題があ
り、満足しうるものが得られていないのが実情であつ
た。As described above, all of the conventional charging rolls have problems such as non-uniform conductivity and contamination of the photoreceptor, and in fact, satisfactory ones have not been obtained.
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、
導電性が均一で感光体汚染の心配のない、優れた品質の
帯電ロールの提供をその目的とするものである。The present invention has been made in view of such circumstances,
It is an object of the present invention to provide a charging roll of excellent quality, which has uniform conductivity and does not cause contamination of the photosensitive member.
上記の目的を達成するため、この発明の帯電ロール
は、下記（Ｉ）のＮ−メチルメトキシ化ナイロン架橋物
を主体とする導電性樹脂組成物からなる導電性樹脂層に
よつて表面層が形成されているという構成をとる。In order to achieve the above object, the charging roll of the present invention has a surface layer formed by a conductive resin layer comprising a conductive resin composition mainly comprising a crosslinked N-methylmethoxylated nylon of the following (I). It has a configuration that has been done.
（Ｉ） メチルメトキシ化度20〜40％のＮ−メチルメト
キシ化ナイロンの少なくとも一部が、下記の架橋剤
（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも一つを上記Ｎ−メチルメト
キシ化ナイロンに対し３〜10重量％用いて架橋されてい
るＮ−メチルメトキシ化ナイロン架橋物。(I) At least a part of N-methylmethoxylated nylon having a degree of methylmethoxylation of 20 to 40% is obtained by adding at least one of the following crosslinking agents (A) to (C) to the above N-methylmethoxylated nylon by 3%. N-methylmethoxylated nylon cross-linked using up to 10% by weight.
（Ａ） 有機酸および無機酸の少なくとも一方。(A) at least one of an organic acid and an inorganic acid.
（Ｂ） エポキシ系化合物。(B) Epoxy compounds.
（Ｃ） メラミン系化合物。(C) Melamine compounds.
すなわち、本発明者らは、導電性が均一で感光体汚染
の心配がない帯電ロールを得るためには、導電物質を単
に合成ゴム等の弾性体に混合するのではなく、導電性も
しくは半導電性を有し、かつ弾性や耐摩耗性等の物性が
適当な値を示すような樹脂の樹脂液から導電性樹脂層を
形成するようにすると、均一に形成された導電性樹脂層
によつて導電性が与えられるため、その導電性が均一に
なるのではないかと着想した。そして、このような特性
を備えた樹脂にについて一連の研究を重ねた結果、Ｎ−
メチルメトキシ化ナイロンを用いることを着想した。し
かし、単にＮ−メチルメトキシ化ナイロンを用いたも
の、または、それを単に架橋したものは、温度や湿度の
条件を変えた場合に電気抵抗レベルが大きく変化すると
いう欠点が生じる。本発明者らは、この欠点を解決する
ため、さらに研究を重ねた結果、メチルメトキシ化度を
特定するとともに、架橋剤を特定し、かつ、その架橋剤
の量を特定すると、温度や湿度の変化によつてもその電
気抵抗レベルが左右されなくなることを見いだしこの発
明に到達した。なお、この発明において、「主体とす
る」とは、導電性樹脂組成物が上記架橋されたＮ−メチ
ルメトキシ化ナイロンのみからなる場合も含める趣旨で
用いている。That is, in order to obtain a charging roll having uniform conductivity and no risk of contamination of the photoreceptor, the present inventors do not simply mix a conductive material with an elastic material such as synthetic rubber or the like, but instead use a conductive or semiconductive material. When the conductive resin layer is formed from a resin solution having properties and properties such as elasticity and abrasion resistance exhibiting appropriate values, the uniformly formed conductive resin layer can be used. The idea was that the conductivity would be uniform, so that the conductivity would be uniform. As a result of a series of studies on resins having such properties, N-
The idea was to use methylmethoxylated nylon. However, those using merely N-methylmethoxylated nylon or those obtained by simply cross-linking the same have a drawback that the electric resistance level greatly changes when the conditions of temperature and humidity are changed. The present inventors have conducted further studies to solve this drawback, and as a result of specifying the degree of methyl methoxylation, specifying the cross-linking agent, and specifying the amount of the cross-linking agent, the temperature and humidity have been reduced. The inventors have found that the electric resistance level is not influenced by the change, and have reached the present invention. In the present invention, "mainly" is used to include the case where the conductive resin composition consists only of the crosslinked N-methylmethoxylated nylon.
つぎに、この発明を詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail.
この発明の帯電ロールは、例えば第１図に示すよう
に、金属シヤフト10の外周面に接着剤層（図示せず）を
介し導電性弾性層12aが形成され、さらにその表面に導
電性樹脂層11が形成されて構成されている。In the charging roll of the present invention, as shown in FIG. 1, for example, a conductive elastic layer 12a is formed on an outer peripheral surface of a metal shaft 10 via an adhesive layer (not shown), and a conductive resin layer is further formed on the surface thereof. 11 are formed.
この帯電ロールは、例えばつぎのようにして得られ
る。すなわち、まず、導電性カーボン等の導電性物質を
配合した合成ゴム等の弾性体を接着剤処理した金属シヤ
フト10の外周に巻き付け、金型加硫したのち研磨して導
電性弾性層12aを形成させる。一方、Ｎ−メチルメトキ
シ化ナイロンを、メタノール−トルエン混合溶液等の溶
剤に溶かしてＮ−メチルメトキシ化ナイロンの樹脂液を
つくる。この樹脂液にクエン酸等の架橋剤を加えたの
ち、金属シヤフト10の導電性弾性層12a外周面に、上記
樹脂液を塗工し乾燥硬化させる。そして、さらに150℃
前後の高温にして架橋反応を生起させ、Ｎ−メチルメト
キシ化ナイロンをその架橋物とすることにより、この発
明の帯電ロールが得られる。This charging roll is obtained, for example, as follows. That is, first, an elastic body such as synthetic rubber containing a conductive substance such as conductive carbon is wound around the outer periphery of the metal shaft 10 that has been subjected to the adhesive treatment, and then vulcanized in a mold and then polished to form the conductive elastic layer 12a. Let it. On the other hand, N-methylmethoxylated nylon is dissolved in a solvent such as a mixed solution of methanol and toluene to prepare a resin solution of N-methylmethoxylated nylon. After adding a cross-linking agent such as citric acid to the resin liquid, the resin liquid is applied to the outer peripheral surface of the conductive elastic layer 12a of the metal shaft 10 and dried and cured. And then 150 ° C
The charging roll of the present invention can be obtained by causing a cross-linking reaction to take place at a high or low temperature to make N-methylmethoxylated nylon a cross-linked product thereof.
このような樹脂液の金属シヤフト10への塗工は、デイ
ツプ方式を用いて行うことが好適である。より詳しく述
べると、上記Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンと、このナ
イロンに対して３〜10重量％の割合となる量の架橋剤を
溶かした樹脂液をデイツプ液として第２図に示すような
槽12に収容し、帯電ロールの金属シャフト10を垂直に立
ててこの槽12内の樹脂液に繰り返し浸漬することによ
り、金属シャフト10の導電性弾性層12a外周面に樹脂液
膜を形成させる。このとき、昇降速度，昇降回数，乾燥
時間等の諸条件は、上記樹脂液膜の厚みが10〜500μｍ
の範囲内になるような最適条件に設定することが好適で
ある。そして、これを所定の条件で乾燥させることによ
り、溶剤を除去し上記樹脂液膜を硬化させる。そして、
さらに前記のような高温加熱を施して架橋反応を生起さ
せて導電性樹脂層11を得ることができる。It is preferable that such a resin liquid is applied to the metal shaft 10 by using a dipping method. More specifically, a resin solution obtained by dissolving the N-methylmethoxylated nylon and a crosslinking agent in an amount of 3 to 10% by weight based on the nylon is used as a dipping solution in a tank 12 as shown in FIG. The metal shaft 10 of the charging roll is set up vertically, and is repeatedly immersed in the resin liquid in the tank 12 to form a resin liquid film on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer 12a of the metal shaft 10. At this time, the conditions such as the elevating speed, the number of elevating times, and the drying time are such that the thickness of the resin liquid film is 10 to 500 μm.
It is preferable to set the optimum conditions so as to fall within the range of. Then, by drying this under predetermined conditions, the solvent is removed and the resin liquid film is cured. And
Further, the conductive resin layer 11 can be obtained by applying a high-temperature heating as described above to cause a crosslinking reaction.
このように、この発明の導電性樹脂層11は、導電性樹
脂であるＮ−メチルメトキシ化ナイロンと架橋剤とが均
一に溶解した樹脂液を用いて形成されており、従来のよ
うに導電物質を粉末でブレンドしたものとは異なるた
め、導電性が場所によつて偏在するようなことがなく、
確実に均一な導電性を示す。そのうえ、上記特定量の架
橋剤が、上記Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンの分子間を
架橋結合によつて、適正な割合で部分的に固定している
ため、吸湿が制限され温度や湿度の変化に対してもその
導電性の変動が小さくなる。As described above, the conductive resin layer 11 of the present invention is formed by using a resin solution in which N-methylmethoxylated nylon, which is a conductive resin, and a cross-linking agent are uniformly dissolved. Because it is different from the one blended with powder, there is no uneven distribution of conductivity depending on the location,
Demonstrate uniform conductivity. In addition, the specific amount of the cross-linking agent partially fixes the molecules of the N-methylmethoxylated nylon at a proper ratio by cross-linking, so that moisture absorption is limited and the temperature and humidity change. On the other hand, the fluctuation of the conductivity is reduced.
この発明で用いるＮ−メチルメトキシ化ナイロンは、
下記の繰り返し単位を有する樹脂で、通常のナイロン樹
脂のアミド結合部において、窒素に結合する水素が部分
的にメチルメトキシ基で置換されているものので、通常
「８−ナイロン」と称されている。そして、その電気抵
抗は106〜1010Ω・cmである。The N-methylmethoxylated nylon used in the present invention is:
A resin having the following repeating units, which is usually referred to as "8-nylon" because hydrogen bonded to nitrogen is partially substituted with a methylmethoxy group in the amide bond portion of a normal nylon resin. . The electric resistance is 10 6 -10 10 Ω · cm.
上記Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンは、そのメチルメ
トキシ化度（以下「Ｍ・Ｍ化度」と略す）が増大するに
従つて硬度が低下するのであり、この発明に用いるに
は、Ｍ・Ｍ化度が20〜40％の範囲内であることが必要で
ある。すなわち、Ｍ・Ｍ化度が20％未満では、得られる
導電性樹脂層11の硬度が高すぎて、感光体との摺擦等に
おいて相手を早期に摩耗させたり傷付けたりするので好
ましくない。逆に、Ｍ・Ｍ化度が40％を超えると、得ら
れる導電性樹脂層11の硬度が低すぎて、それ自体の摩耗
が早く、実用的でないからである。 The hardness of the N-methylmethoxylated nylon decreases as the degree of methylmethoxylation (hereinafter abbreviated as “MM degree”) increases. The degree should be in the range of 20-40%. That is, if the degree of M · M conversion is less than 20%, the hardness of the conductive resin layer 11 obtained is too high, and the opponent is worn or damaged at an early stage in rubbing with the photoreceptor, which is not preferable. Conversely, if the degree of M · M exceeds 40%, the hardness of the conductive resin layer 11 to be obtained is too low, so that the conductive resin layer 11 itself wears quickly and is not practical.
なお、Ｍ・Ｍ化度は、上記の範囲のうち、特に30％付
近であることが好適である。In addition, it is preferable that the MM degree is particularly around 30% in the above range.
上記Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンを溶かす溶剤とし
ては、例えばメタノール（Ｍ）とトルエン（Ｔ）の混合
溶剤（混合比M/T＝7/3）やメタノールと水の混合溶剤
（混合比M/水＝8/2），メタノールとエタノール（Ｅ）
の混合溶剤（混合比M/E＝3/1）等があげられる。Examples of the solvent for dissolving the N-methylmethoxylated nylon include a mixed solvent of methanol (M) and toluene (T) (mixing ratio M / T = 7/3) or a mixed solvent of methanol and water (mixing ratio M / water). = 8/2), methanol and ethanol (E)
(Mixing ratio M / E = 3/1).
上記Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンの架橋剤として
は、クエン酸等の有機酸，硫酸，硝酸等の無機酸やエポ
キシ系化合物，メラミン系化合物等があげられる。これ
らは単独で用いてもよいし、場合によつては併用しても
よい。なお、後者の２つは酸触媒の共存下で架橋反応を
行う。Examples of the crosslinking agent for the N-methylmethoxylated nylon include organic acids such as citric acid, inorganic acids such as sulfuric acid and nitric acid, epoxy compounds, melamine compounds, and the like. These may be used alone or in some cases in combination. In the latter two, a crosslinking reaction is carried out in the presence of an acid catalyst.
例えば架橋剤が有機酸の場合、Ｎ−メチルメトキシ化
ナイロンの架橋反応は、つぎのように示すことができ
る。For example, when the crosslinking agent is an organic acid, the crosslinking reaction of N-methylmethoxylated nylon can be shown as follows.
上記架橋剤の使用量は、Ｎ−メチルメトキシ化ナイロ
ンに対し、１重量％（以下「％」と略す）以上、特に３
〜10％の範囲内に設定することが好適である。すなわ
ち、架橋剤が１％未満では架橋効果が乏しく、３％以上
にすると他の特性を損なうことなく電気抵抗変動を低減
することができる。しかし、架橋剤が10％よりも多くな
ると電気抵抗変動の低減効果が小さい一方、Ｎ−メチル
メトキシ化ナイロンの硬度が高くなりすぎて好ましくな
い。 The amount of the crosslinking agent used is 1% by weight (hereinafter abbreviated as “%”) or more, especially 3% by weight, based on N-methylmethoxylated nylon.
It is preferable to set within the range of ~ 10%. That is, when the amount of the crosslinking agent is less than 1%, the crosslinking effect is poor, and when the amount is 3% or more, the variation in electric resistance can be reduced without impairing other characteristics. However, when the amount of the crosslinking agent is more than 10%, the effect of reducing the fluctuation of electric resistance is small, but the hardness of N-methylmethoxylated nylon is too high, which is not preferable.
このようにして得られた帯電ロールは、架橋度合が適
正範囲内となつているＮ−メチルメトキシ化ナイロン架
橋物を主体とする導電性樹脂層がその表面に形成されて
いるため、導電性が均一で電気抵抗変動が小さいという
優れた品質を有する。The charging roll obtained in this manner has a conductive resin layer mainly composed of a crosslinked N-methylmethoxylated nylon having a degree of crosslinking within an appropriate range, and is formed on the surface thereof. It has excellent quality of uniformity and small fluctuation of electric resistance.
なお、得られた帯電ロールの導電性樹脂層11の体積固
有抵抗は、105〜108Ωの範囲内であり、特に電気特性の
要求の厳しい帯電ロールとしては充分な性能を発揮する
ものである。Incidentally, the volume resistivity of the conductive resin layer 11 of the obtained charging roll is within the range of 10 5 to 10 8 Ω, and it exhibits sufficient performance especially as a charging roll with strict requirements for electrical characteristics. is there.
また、上記導電性樹脂層11には、従来より用いられて
いる金属粉末等の導電物質粒子を添加することによつ
て、その導電性を一層高めることができる。The conductivity can be further enhanced by adding conductive material particles such as metal powder, which has been conventionally used, to the conductive resin layer 11.
さらに、上記導電性樹脂層11には、ナイロン粒子を添
加しその表面が粗面となるようにしてもよい。すなわ
ち、帯電ロールのように摺擦を前提とする使用に供され
るものでは、導電性樹脂層11の表面が鏡面に近いと摩擦
が大きくなり、その負担が大きくなる。そこで、導電性
樹脂層11にナイロン粒子を添加してナイロン粒子による
凹凸をその表面に付与すると、感光体等との摺擦時に、
帯電ロールと摺擦相手とが分散した点接触となり摺擦時
の相互の負担が小さくなるという効果が得られる。上記
ナイロン粒子としては、粒子径10〜300μｍの粒子であ
つて、電気抵抗レベルが105Ω・cm以上のものを用いる
ことが効果の上から好適である。そして、その添加量
は、導電性樹脂層11の２容量％以上、特に５容量％以上
に設定することが好適である。なお、上記ナイロン粒子
の粒子形状は、球形，偏平，円筒形等、いずれの形状で
あつても差し支えない。導電性樹脂層11表面に凹凸を付
与すれば足りるからである。Furthermore, nylon particles may be added to the conductive resin layer 11 to make the surface rough. That is, in the case where the surface of the conductive resin layer 11 is close to a mirror surface, the friction is increased and the load is increased in a case where the surface of the conductive resin layer 11 is close to a mirror surface in a case where the surface is close to a mirror surface. Therefore, by adding nylon particles to the conductive resin layer 11 and imparting irregularities due to the nylon particles to the surface, at the time of rubbing with the photoreceptor or the like,
An effect is obtained in which the charging roller and the rubbing partner are dispersed in point contact with each other, and the mutual burden during rubbing is reduced. As the nylon particles, shall apply with particles of particle size 10 to 300 [mu] m, it is preferable from the top of the effect of electrical resistance level is used more than 10 5 Ω · cm. The amount of addition is preferably set to 2% by volume or more of the conductive resin layer 11, particularly 5% by volume or more. The particle shape of the nylon particles may be any shape such as a spherical shape, a flat shape, and a cylindrical shape. This is because it is sufficient to provide the surface of the conductive resin layer 11 with irregularities.
この発明の帯電ロールは、導電性樹脂層11を上記のよ
うに導電性弾性層12aの外周面に形成するようにしても
よいが、特に弾性が要求されないような用途に用いられ
る場合には、金属シャフト10の外周面に直接形成させて
単層のものとしてもよい。The charging roll of the present invention may be configured such that the conductive resin layer 11 is formed on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer 12a as described above, but when used for an application in which elasticity is not particularly required, It may be formed directly on the outer peripheral surface of the metal shaft 10 to form a single layer.
また、第３図に示すように、金属シヤフト10の外周に
接着剤層（図示せず）を介して絶縁体からなる弾性層12
a′を設け、その外周に両端部で金属シヤフトに接触す
る導電層13を設け、さらにその外周に上記導電性樹脂層
11を上記と同様にして設けるようにしてもよい。As shown in FIG. 3, an elastic layer 12 made of an insulator is provided on the outer periphery of the metal shaft 10 via an adhesive layer (not shown).
a ′, and a conductive layer 13 that contacts the metal shaft at both ends on the outer periphery thereof.
11 may be provided in the same manner as described above.
つぎに、実施例について、比較例と併せて説明する。 Next, examples will be described together with comparative examples.
〔実施例１〕 第１図に示す構造の帯電ロール（金属シヤフト10＋導
電性弾性層12a＋導電性樹脂層11）を具体的に作製し、
帯電ロールとしての機能を評価した。Example 1 A charging roll (metal shaft 10 + conductive elastic layer 12a + conductive resin layer 11) having the structure shown in FIG.
The function as a charging roll was evaluated.
すなわち、まずＮ−メトキシメチル化ナイロン（Ｍ・
Ｍ化度30％、トレジンEF−30T,帝国化学産業社製）を、
メタノール／トルエン（前者／後者＝7/3）混合溶剤に
溶かしたのちクエン酸をＮ−メチルメトキシ化ナイロン
に対し５重量部（以下「部」という）となるように添加
してＮ−メチルメトキシ化ナイロン樹脂液を得た。この
樹脂液を、粘度調整後デイツプ液としてデイツプ用の槽
（第２図参照）に注入した。一方、シヤフト径が８φの
金属シヤフトを用意し、その外周に導電性カーボンを配
合したポリノルボーネンゴム組成物（硬度20゜、電気抵
抗103Ω・cm）を巻き付けて導電性弾性層を形成した。
この導電性弾性層の厚みは3mmとしした。そして、上記
導電性弾性層付金属シヤフトを、先に準備した樹脂液入
り槽に浸漬し樹脂液をコーテイングして常温で風乾し
た。ついで60〜80゜で0.5〜３時間加熱して溶剤を除去
し、さらに150℃で30分加熱して架橋反応を行い導電性
樹脂層を形成した。この導電性樹脂層の厚みは100μｍ
とした。このようにして目的とする帯電ロールを得た。That is, first, N-methoxymethylated nylon (M.
30% M degree, Tresin EF-30T, Teikoku Chemical Sangyo)
After dissolving in a mixed solvent of methanol / toluene (former / latter = 7/3), citric acid was added to N-methylmethoxylated nylon in an amount of 5 parts by weight (hereinafter referred to as "parts"), and N-methylmethoxy was added. A nylon resin solution was obtained. This resin solution was poured into a dipping tank (see FIG. 2) as a dipping solution after adjusting the viscosity. On the other hand, a metal shaft having a shaft diameter of 8φ is prepared, and a polynorbornene rubber composition (hardness: 20 mm, electric resistance: 10 3 Ω · cm) containing conductive carbon is wound around the shaft to form a conductive elastic layer. did.
The thickness of this conductive elastic layer was 3 mm. Then, the metal shaft with the conductive elastic layer was immersed in the previously prepared tank containing the resin liquid, coated with the resin liquid, and air-dried at room temperature. Then, the mixture was heated at 60 to 80 ° for 0.5 to 3 hours to remove the solvent, and further heated at 150 ° C. for 30 minutes to perform a crosslinking reaction to form a conductive resin layer. The thickness of this conductive resin layer is 100 μm
And Thus, the intended charging roll was obtained.
〔実施例2,3、比較例1,2〕 Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンとしてＭ・Ｍ化度の異
なるもの（後記の表を参照のこと）を用いた。それ以外
は実施例１と同様にして目的とする帯電ロールを得た。[Examples 2, 3 and Comparative Examples 1, 2] N-methylmethoxylated nylons having different degrees of MM (see the table below) were used. Otherwise in the same manner as in Example 1, the intended charging roll was obtained.
〔実施例４〜６〕 架橋剤の種類とＮ−メチルメトキシ化ナイロンに対す
る割合を後記の表のように変えた。それ以外は実施例１
と同様にして目的とする帯電ロールを得た。[Examples 4 to 6] The kind of the crosslinking agent and the ratio to the N-methylmethoxylated nylon were changed as shown in the table below. Otherwise, Example 1
In the same manner as in the above, an intended charging roll was obtained.
〔実施例3,4〕 架橋剤の使用量を後記の表のように変えた。それ以外
は、実施例１と同様にして帯電ロールを得た。[Examples 3 and 4] The amount of the crosslinking agent used was changed as shown in the table below. Other than that was carried out similarly to Example 1, and obtained the charging roll.
〔比較例５〕 導電性樹脂層を形成する樹脂としてＮ−メチルメトキ
シ化ナイロンを用いたが、架橋剤を添加しなかつた。そ
れ以外は実施例１と同様にして帯電ロールを得た。Comparative Example 5 N-methylmethoxylated nylon was used as the resin for forming the conductive resin layer, but no crosslinking agent was added. Otherwise in the same manner as in Example 1, a charging roll was obtained.
このようにして得られた各帯電ロールについて、25
℃、60％RH下における電気抵抗を測定するとともに、電
気抵抗のばらつきを評価するために、帯電ロール外表面
の５個所に銀ペーストで10mm四方の電極を描き（ガード
電極付）、金属シヤフトと上記電極との抵抗を測定し
た。また、これらの帯電ロールの電気抵抗変動を調べる
ために、温度と湿度が30℃×85％RH（高温多湿下）の雰
囲気下に12時間放置したものと、10℃×15％RH（低温乾
燥下）の雰囲気下に12時間放置したものの電気抵抗を測
定して比較した。さらに、これらの帯電ロールを実際の
電子写真複写機に使用し、有機感光液を用いてつくつた
感光体を汚染するかどうかについて観察した。For each charging roll thus obtained, 25
In order to measure the electrical resistance at 60 ° C and 60 ° C and to evaluate the variation in electrical resistance, draw a 10 mm square electrode with silver paste (with a guard electrode) on five places on the outer surface of the charging roll, The resistance with the electrode was measured. In order to examine the electrical resistance fluctuation of these charging rolls, one was left in an atmosphere at a temperature and humidity of 30 ° C x 85% RH (under high temperature and high humidity) for 12 hours, and another was set at 10 ° C x 15% RH (low temperature drying). The electric resistance of the sample left for 12 hours in the atmosphere of (bottom) was measured and compared. Furthermore, these charging rolls were used in an actual electrophotographic copying machine, and it was observed whether or not the photoreceptor formed using the organic photosensitive solution was contaminated.
これらの結果を下記の表に示す。 The results are shown in the table below.
上記の結果から、実施例品はいずれも抵抗のばらつき
が小さいとともに電気抵抗変動も小さく、しかも感光体
汚染がないことがわかる。これに対し、比較例１品およ
び比較例２品は硬度が帯電ロールしては適当でない。ま
た、比較例３および比較例４品は温湿度変化に伴う電気
抵抗変動が大きく、特に比較例４品は、導電性樹脂層自
体の硬度がやや高いという欠点がある。また、比較例５
品は電気抵抗変動が大きいという欠点があり、帯電ロー
ルとして好ましくないことがわかる。 From the above results, it can be seen that all of the products of the examples have a small variation in resistance and a small variation in electric resistance, and there is no contamination of the photoconductor. On the other hand, the products of Comparative Examples 1 and 2 are not suitable for charging rolls with hardness. Further, the products of Comparative Examples 3 and 4 have a large change in electric resistance due to the change in temperature and humidity, and particularly, the product of Comparative Example 4 has a disadvantage that the hardness of the conductive resin layer itself is slightly high. Comparative Example 5
The product has a drawback that the electric resistance greatly fluctuates, and it is found that the product is not preferable as a charging roll.
以上のように、この発明の帯電ロールは、その表面層
が、特定の架橋剤を特定量用い、メトキシ化度20〜40％
のＮ−メチルメトキシ化ナイロンを架橋してなる架橋物
であつて、Ｎ−メチルメトキシ化ナイロンの分子間が架
橋結合によつて適正な割合で部分的に固定されており、
温湿度の影響を受けにくくなつている架橋物からなる導
電性樹脂層によつて形成されている。そのため、導電性
が均一で、温湿度変化による電気抵抗の変動が小さく、
しかも感光体を汚染することのない優れた特質を有す
る。また、それ自体の導電性を適正な範囲内に収めるこ
とも容易であり、用途に併せて要求される電気抵抗レベ
ルを選ぶことができる。As described above, in the charging roll of the present invention, the surface layer uses a specific amount of a specific crosslinking agent and has a methoxylation degree of 20 to 40%.
A cross-linked product obtained by cross-linking N-methylmethoxylated nylon, wherein the molecules of the N-methylmethoxylated nylon are partially fixed at an appropriate ratio by cross-linking,
It is formed by a conductive resin layer made of a crosslinked material which is hardly affected by temperature and humidity. Therefore, the conductivity is uniform, the fluctuation of electric resistance due to temperature and humidity changes is small,
Moreover, it has excellent characteristics that do not contaminate the photoreceptor. Further, it is easy to keep the conductivity itself within an appropriate range, and the required electric resistance level can be selected according to the application.
第１図はこの発明の一実施例を示す縦断面図、第２図は
この発明の導電性樹脂層を形成する方法を説明する説明
図、第３図はこの発明の他の実施例を示す縦断面図、第
４図は従来の帯電ロールを示す縦断面図、第５図は一般
的な電子写真複写機における帯電ロールの機能を説明す
る模式的な説明図である。 10……金属シヤフト、11……導電性樹脂層FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory view for explaining a method of forming a conductive resin layer of the present invention, and FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional charging roll, and FIG. 5 is a schematic explanatory view for explaining the function of the charging roll in a general electrophotographic copying machine. 10: Metal shaft, 11: Conductive resin layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 宏泰 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東 海ゴム工業株式会社内 (72)発明者 鈴木 康仁 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600 東 海ゴム工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−89766（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−156548（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroyasu Kato 3600 Gezu, Kita-gaiyama, Komaki-shi, Aichi Tokai Rubber Industries Co., Ltd. Tokai Rubber Industries Co., Ltd. (56) References JP-A-56-89766 (JP, A) JP-A-54-156548 (JP, A)
Claims (1)
ン架橋物を主体とする導電性樹脂組成物からなる導電性
樹脂層によつて表面層が形成されていることを特徴とす
る帯電ロール。 （Ｉ） メチルメトキシ化度20〜40％のＮ−メチルメト
キシ化ナイロンの少なくとも一部が、下記の架橋剤
（Ａ）〜（Ｃ）の少なくとも一つを上記Ｎ−メチルメト
キシ化ナイロンに対し３〜10重量％用いて架橋されてい
るＮ−メチルメトキシ化ナイロン架橋物。 （Ａ） 有機酸および無機酸の少なくとも一方。 （Ｂ） エポキシ系化合物。 （Ｃ） メラミン系化合物。1. A charging roll characterized in that a surface layer is formed by a conductive resin layer comprising a conductive resin composition mainly comprising a crosslinked N-methylmethoxylated nylon of the following (I). . (I) At least a part of N-methylmethoxylated nylon having a degree of methylmethoxylation of 20 to 40% is obtained by adding at least one of the following crosslinking agents (A) to (C) to the above N-methylmethoxylated nylon by 3%. N-methylmethoxylated nylon cross-linked using up to 10% by weight. (A) at least one of an organic acid and an inorganic acid. (B) Epoxy compounds. (C) Melamine compounds.
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