JP5176264B2 - Electrophotographic charging member and electrophotographic image forming apparatus using the same - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真現像方式を利用した複写機やプリンター等の電子写真画像形成装置に用いられる帯電部材及びそれを用いた電子写真画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a charging member used in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic developing system, and an electrophotographic image forming apparatus using the charging member.
従来、電子写真方式の複写機やレーザービームプリンター等の画像形成装置において、感光ドラム（像担持体）に接触させた帯電ロール（接触帯電部材）に、電源を用いて帯電電圧を印加することによって感光ドラム表面を所定の電位に均一に帯電する帯電装置が知られている。 Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a laser beam printer, a charging roll (contact charging member) brought into contact with a photosensitive drum (image carrier) is applied with a charging voltage using a power source. A charging device that uniformly charges the surface of a photosensitive drum to a predetermined potential is known.
そして、そのような帯電ロールは、軸体（芯金）の外周面上に、カーボンブラックや金属粉等の導電性粒子を添加した導電性を有するソリッド構造のゴム組成物やスポンジ構造の発泡体を用いて形成された導電性弾性体層が所定の厚さで設けられている。 Such a charging roll has a conductive solid structure rubber composition or sponge structure foam in which conductive particles such as carbon black and metal powder are added to the outer peripheral surface of a shaft (core metal). The conductive elastic body layer formed using is provided with a predetermined thickness.
このような帯電装置においては、感光ドラム表面に付着している転写残トナー等のトナーや外添剤が転移して帯電ロール表面に付着し、固着したりすると、帯電不良が発生し画質劣化が問題となる。 In such a charging device, if a toner such as transfer residual toner or an external additive adhering to the surface of the photosensitive drum is transferred and adheres to the surface of the charging roll and is fixed, a charging failure occurs and the image quality deteriorates. It becomes a problem.
その防止策として、例えば、帯電ロールが感光ドラムの回転によって従動回転することに基づき、帯電ロール表面と感光ドラム表面との摺擦により帯電ロール表面の汚れを感光ドラム表面に転移させる方法や、帯電ロール表面にスポンジ等のクリーニング部材を軽く押し当てて汚れを払拭する方法等が行われているが、前者はトナーや外添剤の除去性が不十分であり、後者は帯電ロールを傷つける恐れがある。 As a countermeasure for this, for example, a method in which dirt on the surface of the charging roll is transferred to the surface of the photosensitive drum by rubbing between the surface of the charging roll and the surface of the photosensitive drum, based on the fact that the charging roll is driven by rotation of the photosensitive drum, A method of wiping dirt off by gently pressing a cleaning member such as a sponge on the roll surface has been used, but the former has insufficient removability of toner and external additives, and the latter may damage the charging roll. is there.
また、帯電ロールに付着した正極性の帯電トナーを除去すべく、転写ロールに負極性の電圧を印加して感光ドラムを負極性に帯電し、更に帯電ロールに正極性の電圧を印加し、正極性の帯電ロールと負極性の感光ドラムとの間に強い電界を形成して、帯電ロール上の正極性の帯電トナーを感光ドラムに転移させる方法が開示されている（例えば特許文献１参照）。 Further, in order to remove the positively charged toner adhering to the charging roll, a negative voltage is applied to the transfer roll to charge the photosensitive drum to a negative polarity, and a positive voltage is applied to the charging roll. A method of transferring a positively charged toner on a charging roll to a photosensitive drum by forming a strong electric field between the negative charging roll and the negative photosensitive drum is disclosed (for example, see Patent Document 1).
さらに、帯電ロールの保護層としてフッ素変性アクリレート系樹脂及びフッ素化オレフィン系樹脂と共に、トナーのバインダ樹脂よりも高いガラス転移温度を有する非（フッ素変性）アクリレート系樹脂を更に含む樹脂組成物を用いて、形成せしめ、ロール表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制あるいは阻止する方法が開示されている（例えば特許文献２参照）。
上記特許文献１に開示された方法では、消費電力の増加や装置の大型化を伴うという問題がある。
The method disclosed in
また、上記特許文献２に開示された方法では、フッ素系樹脂を使用するため、環境に対する負荷が懸念される。
Moreover, in the method disclosed in the above-mentioned
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯電部材表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制して、それによる画像劣化の問題の解消を図り得る電子写真用帯電部材及びそれを用いた電子写真画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electronic device capable of suppressing the adhesion of toner and external additives to the surface of the charging member and thereby solving the problem of image degradation. It is an object to provide a photographic charging member and an electrophotographic image forming apparatus using the same.
本発明の目的は、以下のような構成により達成される。
（請求項１）
アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩と、体積固有抵抗が１０ 2 Ω・ｃｍ未満の導電性粒子とを含有し、かつ、周波数２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値が５×１０5Ω未満である弾性体層を有し、前記導電性粒子は、還元炎雰囲気下で重油を熱処理して生成される炭素粉、または、非酸化性雰囲気下において８００℃以上の温度でフェノール樹脂を熱処理して生成される炭素粉のいずれかであることを特徴とする電子写真用帯電部材。
（請求項２）
前記弾性体層における前記少なくとも１つの塩の含有率は、０．１質量％以上１０質量％未満であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真用帯電部材。
（請求項３）
前記導電性粒子は、前記フェノール樹脂を窒素雰囲気下において８００℃の温度で熱処理したときの残存率が２０質量％以上９５質量％以下である前記フェノール樹脂由来の導電性粒子であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真用帯電部材。
（請求項４）
前記弾性体層は、エーテル結合を含む化合物を０．５質量％以上１０質量％未満の含有率で含有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子写真用帯電部材。
（請求項５）
前記電子写真用帯電部材が電子写真用帯電ロールであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子写真用帯電部材。
（請求項６）
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子写真用帯電部材を用いたことを特徴とする電子写真画像形成装置。
（請求項７）
前記電子写真用帯電部材は、被帯電体に接触して帯電させることを特徴とする請求項６に記載の電子写真画像形成装置。
The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(Claim 1)
An absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz, containing at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal, and conductive particles having a volume resistivity of less than 10 2 Ω · cm. There have a elastic layer is less than 5 × 10 5 Ω, the conductive particles, carbon powder is generated by heat-treating the heavy oil in a reducing flame atmosphere, or of 800 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere A charging member for electrophotography, which is one of carbon powders produced by heat-treating a phenol resin at a temperature .
(Claim 2)
2. The charging member for electrophotography according to
(Claim 3)
The conductive particles, and characterized in that the phenolic resin is the phenolic resin from the conductive particles remaining rate when the heat treatment at a temperature of 800 ° C. is not more than 95 wt% to 20 wt% in a nitrogen atmosphere The charging member for electrophotography according to claim 1 or 2 .
(Claim 4)
The elastic layer is an electrophotographic according to
(Claim 5)
The electrophotographic charging member according to
(Claim 6)
An electrophotographic image forming apparatus using the electrophotographic charging member according to
(Claim 7)
The electrophotographic image forming apparatus according to
本発明者らは、以下のように考え本発明に至った。 The inventors of the present invention have considered as follows to arrive at the present invention.
本発明者らは、鋭意研究の結果、弾性体層の低周波領域におけるインピーダンスの絶対値が、トナーや外添剤の付着に影響を与える大きな因子であることを見いだした。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the absolute value of the impedance in the low frequency region of the elastic layer is a large factor affecting the adhesion of toner and external additives.
すなわち、アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩を含有し、かつ、周波数２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値が５×１０5Ω未満である弾性体層を有することを特徴とする電子写真用帯電部材を用いることにより、帯電部材表面へのトナーや外添剤の付着を抑制できることを見いだし、本発明に至った。 That is, it has an elastic body layer containing at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal and having an absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz of less than 5 × 10 5 Ω. By using an electrophotographic charging member characterized by the above, it has been found that adhesion of toner and external additives to the surface of the charging member can be suppressed, and the present invention has been achieved.
本発明の帯電部材によれば、帯電部材表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制し、帯電部材が汚れにくくなり、良好な画像が得られる。 According to the charging member of the present invention, adhesion of toner and external additives to the surface of the charging member is suppressed, the charging member is less likely to become dirty, and a good image can be obtained.
以下に本発明に関する実施の形態の例を示すが、本発明の態様はこれらに限定されるものではない。 Although the example of embodiment regarding this invention is shown below, the aspect of this invention is not limited to these.
＜電子写真画像形成装置＞
まず、本発明に係る帯電部材を用いた電子写真画像形成装置について説明する。本例では、帯電部材として帯電ロールを、被帯電体として感光体を用いた例を示す。
<Electrophotographic image forming apparatus>
First, an electrophotographic image forming apparatus using the charging member according to the present invention will be described. In this example, a charging roll is used as a charging member, and a photoconductor is used as a member to be charged.
図１は本発明の電子写真画像形成装置の一例を示す断面構成図である。４は被帯電体である感光体ドラムであり、アルミニウム製のドラム基体の外周面に感光体層である有機光導電性（ＯＰＣ）を形成してなるもので矢印方向に所定の速度で回転する。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus of the present invention.
図１において、図示しない原稿読み取り装置にて読み取った情報に基づき、半導体レーザ光源１から露光光が発せられる。これをポリゴンミラー２により、図１の紙面と垂直方向に振り分け、画像の歪みを補正するｆθレンズ３を介して、感光体面上に照射され静電潜像を作る。感光体ドラム４は、あらかじめ帯電ロール５により一様帯電され、像露光のタイミングにあわせて時計方向に回転を開始している。
In FIG. 1, exposure light is emitted from a semiconductor
感光体ドラム面上の静電潜像は、現像器６内の負帯電トナーにより現像され、形成された現像像はタイミングを合わせて搬送されてきた転写体８に転写器７の作用により転写される。さらに感光体ドラム４と転写体８は分離器（分離極）９により分離されるが、現像像は転写体８に転写担持されて、定着器１０へと導かれ定着される。
The electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum is developed by the negatively charged toner in the developing
感光体面に残留した未転写のトナー等は、クリーニングブレード方式のクリーニング器１１にて清掃され、帯電前露光（ＰＣＬ）１２にて残留電荷を除き、次の画像形成のため再び帯電ロール５により、一様帯電される。
Untransferred toner or the like remaining on the surface of the photoreceptor is cleaned by a cleaning blade
１４はこの帯電ロール５に電圧を印加する電源部で、所定の電圧を帯電ロール５の軸体（芯金）５１に供給する。印加電圧は直流電圧に交流電圧を重畳したものが好ましい。
A
また、帯電ロールと電子写真感光体との間に加えられる力学的圧力は、帯電ロールの感光体への当接圧は５〜５００Ｐａに、電気的負荷は、帯電ロールに印加される直流電圧は絶対値２００〜９００Ｖに、交流電圧を印加する場合はピーク−ピーク電圧５００〜５，０００Ｖｐ−ｐ、周波数５０〜３，０００Ｈｚに、各々調整されることが望ましい。たとえば、印加される電圧は感光体に対する帯電開始電圧値の２倍以上のピーク間電圧値を有しているものが好ましい。 Further, the mechanical pressure applied between the charging roll and the electrophotographic photoreceptor is such that the contact pressure of the charging roll to the photoreceptor is 5 to 500 Pa, and the electrical load is the DC voltage applied to the charging roll. When an alternating voltage is applied to an absolute value of 200 to 900 V, it is desirable that the peak-to-peak voltage is adjusted to 500 to 5,000 Vp-p and the frequency is 50 to 3,000 Hz. For example, it is preferable that the applied voltage has a peak-to-peak voltage value that is at least twice the charging start voltage value for the photoreceptor.
帯電ロールは、面移動駆動される感光体に従動駆動させてもよいし、非回転のものとさせてもよいし、接触部における感光体の面移動方向に順方向又は逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。 The charging roll may be driven or driven non-rotatingly by a surface-driven driven photoconductor, or a predetermined circumference in the forward or reverse direction in the surface movement direction of the photoconductor at the contact portion. You may make it actively rotate at a speed.
尚、転写体は代表的には普通紙であるが、現像後の未定着像を転写可能なものなら、特に限定されず、ＯＨＰ用のＰＥＴベース等も無論含まれる。 The transfer member is typically plain paper, but is not particularly limited as long as it can transfer an unfixed image after development, and of course includes an OHP PET base.
又、クリーニングブレード１３は、厚さ１〜３０ｍｍ程度のゴム状弾性体を用い、材質としてはウレタンゴムが最も良く用いられる。これは感光体に圧接して用いられるため熱を伝え易く、解除機構を設け、画像形成動作を行っていない時には感光体から離しておくのが望ましい。
The
＜帯電ロール＞
次に、本発明に係る帯電ロールについて詳細に説明する。
<Charging roll>
Next, the charging roll according to the present invention will be described in detail.
以下、アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩を含有し、かつ、周波数２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値が５×１０5Ω未満であるゴム層（弾性体層の一例）を有する帯電ロールを例に挙げて説明する。 Hereinafter, a rubber layer (elastic body layer) containing at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal and having an absolute value of impedance of less than 5 × 10 5 Ω at a frequency of 20 Hz An example of the charging roll having the above will be described.
本発明に係る帯電ロール５は、ステンレス鋼棒から成る軸体（芯金）５１と、その外周にアルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも１つの金属を含む塩を含有し、かつ、周波数２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値が５×１０5Ω未満であるゴム層からなる弾性体層５２とから構成されている。
A charging
また、弾性体層は、ゴム層以外にポリウレタン等の発泡体層を用いることができる。 In addition to the rubber layer, the elastic layer may be a foam layer such as polyurethane.
また、帯電ロールは、本発明の目的を達成できれば、本発明の弾性体層を１層設けたものでも良く、また、この層以外に他の弾性体層を複数組み合わせても良い。 Further, the charging roll may be provided with one elastic body layer of the present invention as long as the object of the present invention can be achieved, and a plurality of other elastic body layers may be combined in addition to this layer.
本発明では弾性体層の組み合わせについて特に制限を加えないが、好ましくは、本発明の弾性体層が最外層もしくは外側から第二層目までに設置するのが、汚れ防止効果を高める点で好ましい。例えば、本発明の弾性体層の上に、抵抗調整層や保護層を設けても良い。 In the present invention, there is no particular limitation on the combination of the elastic layers, but it is preferable that the elastic layer of the present invention is installed from the outermost layer or from the outer side to the second layer in terms of enhancing the antifouling effect. . For example, a resistance adjusting layer or a protective layer may be provided on the elastic layer of the present invention.
本発明の帯電ロールは、新たな評価法を導入し材料設計を行い、導電性と帯電性のバランスを制御したゴム層の存在で、驚くべきことに、帯電性能を維持した上でロール表面へのトナーの付着や外添剤の付着を抑制することができた。すなわち本発明の帯電ロールは、アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩を含有し、かつ、周波数２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値が５×１０5Ω未満である弾性体層を有する。トナーの付着や外添剤の付着の抑制メカニズムは、明確にはなっていないが、トナーや外添剤と帯電ロールとの間で静電反発が生じているものと推測される。 The charging roll of the present invention has a material design by introducing a new evaluation method, and surprisingly, the presence of a rubber layer in which the balance between conductivity and chargeability is controlled. Adhesion of toner and external additives could be suppressed. That is, the charging roll of the present invention contains at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal, and the absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz is less than 5 × 10 5 Ω. It has an elastic body layer. Although the mechanism for suppressing toner adhesion and external additive adhesion is not clear, it is presumed that electrostatic repulsion occurs between the toner or external additive and the charging roll.
アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩は、アルカリ金属として、リチウム、カリウム、ナトリウム等が挙げられ、アルカリ土類金属として、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどが挙げられ、好ましくはカリウム、ナトリウム、マグネシウム、カルシウム、バリウムが挙げられる。また塩を構成するものとしては、塩素塩、臭素塩、沃素塩、炭酸塩、硫酸塩等が挙げられる。 Examples of the alkali metal salt and alkaline earth metal salt include lithium, potassium, sodium and the like as the alkali metal, and examples of the alkaline earth metal include magnesium, calcium, strontium and barium, preferably potassium, sodium and magnesium. , Calcium and barium. Examples of the salt include chlorine salt, bromine salt, iodine salt, carbonate salt, sulfate salt and the like.
本発明では、以下の新しい測定法で得られた値を用いて材料設計を行ったところ、帯電ロールの帯電性能を犠牲にしないで、汚れの障害を克服し本発明を完成させた。 In the present invention, material design was performed using the values obtained by the following new measurement method. As a result, the present invention was completed by overcoming the dirt obstacle without sacrificing the charging performance of the charging roll.
インピーダンスの絶対値は次に述べる方法で再現良く測定できる。 The absolute value of impedance can be measured with good reproducibility by the method described below.
測定試料の厚みは、好ましくは０．５ｍｍ未満でさらに好ましくは０．２ｍｍ未満であるが、測定時に厚みを補正すれば１ｍｍ未満である限り再現性が良い。１ｍｍ以上では、誤差が大きくなり、また極端に薄いと測定時にシワになり、測定誤差を大きくする。ゆえに最低でも０．０２ｍｍ以上は必要で、好ましくは０．１ｍｍ以上である。 The thickness of the measurement sample is preferably less than 0.5 mm, more preferably less than 0.2 mm, but if the thickness is corrected during measurement, the reproducibility is good as long as it is less than 1 mm. If it is 1 mm or more, the error becomes large, and if it is extremely thin, it becomes wrinkled during measurement, thereby increasing the measurement error. Therefore, at least 0.02 mm or more is necessary, and preferably 0.1 mm or more.
すなわち本発明の帯電ロールに用いる弾性体層を厚さ０．０２ｍｍ以上１ｍｍ未満のシート状に成型して測定用試料とする。 That is, the elastic layer used for the charging roll of the present invention is molded into a sheet having a thickness of 0.02 mm or more and less than 1 mm to obtain a measurement sample.
装置に関しては、電子部品の誘電率測定に用いる周波数１Ｈｚ以上の測定が可能なインピーダンス測定装置と、シート測定用電極を組み合わせた装置である。具体的には、横河・ヒューレット・パッカード社製（以下ＹＨＰ社製）プレシジョンＬＣＲメーターＨＰ４２８４ＡとＨＰ１６４５１Ｂの組み合わせである。 Regarding the apparatus, it is an apparatus that combines an impedance measuring apparatus capable of measuring at a frequency of 1 Hz or more and used for measuring a dielectric constant of an electronic component and a sheet measuring electrode. Specifically, it is a combination of Yokogawa Hewlett-Packard (hereinafter, YHP) Precision LCR meter HP4284A and HP16451B.
この装置の組み合わせで更に２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値を求める一例を詳細に記す。平行な平面で構成される二電極とガード電極を有するＨＰ１６４５１Ｂの接続されたプレシジョンＬＣＲメータＨＰ４２８４Ａを用い、２３℃、２０％ＲＨ雰囲気下で、空隙法によりシート材料のインピーダンスの絶対値を計測する。空隙法の測定に関しては、ＨＰ１６４５１Ｂの取り扱い説明書に記載された電極非接触法に従う。サンプルの大きさについては、電極平面よりも大きければ特に制限は無いが、主電極の直径が３．８ｃｍの場合には、大きさ５ｃｍ×５ｃｍから６ｃｍ×６ｃｍの正方形サンプルが好ましい。サンプルの直流電流を用いて測定された表面比抵抗の大きさが、表裏で等しければ、どちらの面を上方にしてもよいが、表裏で等しくなければ、表面比抵抗の値が低い面を上方に向け、平行な平面で構成される二電極間にサンプルを設置し交流電圧をかけながら空隙法で計測する。 An example of obtaining the absolute value of the impedance at 20 Hz with this combination of devices will be described in detail. Using a precision LCR meter HP4284A to which HP16451B having two electrodes constituted by parallel planes and a guard electrode is connected, the absolute value of the impedance of the sheet material is measured by a void method in an atmosphere of 23 ° C. and 20% RH. Regarding the measurement of the void method, the electrode non-contact method described in the instruction manual of HP16451B is followed. The size of the sample is not particularly limited as long as it is larger than the electrode plane. However, when the diameter of the main electrode is 3.8 cm, a square sample having a size of 5 cm × 5 cm to 6 cm × 6 cm is preferable. If the surface resistivity measured using the DC current of the sample is the same on the front and back, either side may be up, but if it is not equal on the front and back, the surface with a low surface resistivity is up. A sample is placed between two electrodes composed of parallel planes, and measurement is performed by the air gap method while applying an AC voltage.
ここで、面積が１１から１２ｃｍ2の電極を用いて測定した周波数２０Ｈｚにおけるインピーダンスの絶対値が５×１０5Ω未満であることが必要である。本発明の効果をより顕著に発揮させるためには、好ましくは８×１０3Ω未満、更に好ましくは１Ω以上８×１０3Ω未満である。 Here, the absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz measured using an electrode having an area of 11 to 12 cm 2 needs to be less than 5 × 10 5 Ω. To more remarkably exhibit the effects of the present invention is preferably less than 8 × 10 3 Omega, more preferably 8 × less than 10 3 Omega than 1 [Omega.
弾性体層の一例であるゴム層におけるアルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩の含有率（（アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩の総質量×１００）／（母体であるゴム層の質量））であるが、多く含有させると帯電ロールの表面にブリードアウトし、感光体ドラムを汚染する原因となるので、含有率は１０質量％未満が好ましく、５質量％未満がさらに好ましい。２質量％未満であれば湿度が高い環境下でも問題発生が無いので好ましい。また、本発明の効果をより顕著に発揮させるためには、０．１質量％以上が好ましく、さらに好ましくは０．５質量％以上である。 The content of at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal in the rubber layer which is an example of the elastic layer ((total of salts containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal) (Mass × 100) / (mass of the rubber layer as the base material)), but if it is contained in a large amount, it will bleed out on the surface of the charging roll and contaminate the photosensitive drum, so the content is less than 10% by mass. Is preferable, and less than 5 mass% is further more preferable. Less than 2% by mass is preferable because no problem occurs even in an environment with high humidity. Moreover, in order to exhibit the effect of this invention more notably, 0.1 mass% or more is preferable, More preferably, it is 0.5 mass% or more.
帯電ロールにおけるアルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩を含有したゴム層からなる弾性体層５２の体積固有抵抗としては、帯電性能とリーク防止の観点から１０3Ω・ｃｍ〜１０11Ω・ｃｍのものが好ましい。
The volume resistivity of the
アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩を含有した弾性体層の体積固有抵抗は、以下の方法で測定できる。 The volume resistivity of the elastic layer containing at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal can be measured by the following method.
アルカリ金属を含む塩及びアルカリ土類金属を含む塩から選ばれる少なくとも１つの塩を含有したゴムを１辺５ｃｍの立方体に切り出し、１４０℃に加熱した平板プレスで１０7Ｐａの圧力をかけ２０分間放置してシート状にする。このシートの中間部分を１ｃｍの幅で切り出して体積固有抵抗測定用の試料とする。試料の厚みはゴムの密度で異なるので厚さ計で計測する。１ｃｍ×５ｃｍの短冊状に切り出された試料表面にドータイトを用いて直径０．２ｍｍ長さ４ｃｍの銅線を４本接着し十分に乾燥する。このように形成された電極を用いて、２５℃５０％ＲＨの温湿度に調整された環境下で、４端子法により体積固有抵抗を測定する。 A rubber containing at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal is cut into a cube having a side of 5 cm, and a pressure of 10 7 Pa is applied by a flat plate press heated to 140 ° C. for 20 minutes. Leave it in a sheet form. An intermediate portion of this sheet is cut out with a width of 1 cm to obtain a sample for measuring volume resistivity. Since the thickness of the sample differs depending on the density of the rubber, it is measured with a thickness meter. Four copper wires having a diameter of 0.2 mm and a length of 4 cm are adhered to the surface of a sample cut into a 1 cm × 5 cm strip shape by using dootite and sufficiently dried. Using the electrode thus formed, volume resistivity is measured by a four-terminal method in an environment adjusted to a temperature and humidity of 25 ° C. and 50% RH.
本発明の帯電ロールのゴム材料には、ゴム層の体積固有抵抗を調節するために、体積固有抵抗が１０2Ω・ｃｍ未満の導電性粒子をゴムに含有させてることが好ましい。同一の材料で構成されていても、異質の材料との組み合わせであってもよい。 The rubber material of the charging roll of the present invention preferably contains conductive particles having a volume resistivity of less than 10 2 Ω · cm in order to adjust the volume resistivity of the rubber layer. It may be composed of the same material or a combination with a different material.
弾性体層の一例であるゴム層における導電性粒子の含有率（（導電性粒子の総体積×１００）／（母体であるゴム層の体積））であるが、帯電ロールの力学物性を考慮すると３０体積％以下が好ましい。ゴムの耐久性を重視すれば２０体積％以下が良い。また、本発明の効果をより顕著に発揮させるために、導電性粒子は１体積％以上が好ましい。 The content of conductive particles in the rubber layer, which is an example of the elastic layer ((total volume of conductive particles × 100) / (volume of the base rubber layer)), but considering the mechanical properties of the charging roll 30 volume% or less is preferable. If importance is attached to the durability of rubber, 20% by volume or less is preferable. Moreover, in order to exhibit the effect of this invention more notably, electroconductive particle is preferable 1 volume% or more.
インピーダンスの絶対値でその組成は制御されるが、必要に応じて、本発明の範囲内で架橋剤、界面活性剤、マット材、劣化防止剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤など他の成分を添加しても良い。 Although the composition is controlled by the absolute value of the impedance, other components such as a crosslinking agent, a surfactant, a mat material, an anti-degradation agent, an antioxidant, and an ultraviolet absorber are included within the scope of the present invention as necessary. It may be added.
導電性粒子の体積固有抵抗は、錠剤に成型した後、２５℃５０％ＲＨの温湿度に調整された環境下で、２端子法により計測する。錠剤の作製方法については錠剤成型器で成型後、１０8Ｐａ以上の静水圧加圧をかけて作製する。５×１０8Ｐａ以上の静水圧加圧をかけてもよいがあまり圧力が高すぎると、ラバーモルドから離型しにくくなるので、好ましくは、５×１０8Ｐａ未満である。また、より好ましくは３×１０8Ｐａ以下である。 The volume resistivity of the conductive particles is measured by the two-terminal method in an environment adjusted to a temperature and humidity of 25 ° C. and 50% RH after being molded into a tablet. About the manufacturing method of a tablet, it shape | molds with a hydrostatic pressure pressurization of 10 < 8 > Pa or more after shape | molding with a tablet molding machine. Hydrostatic pressure pressurization of 5 × 10 8 Pa or more may be applied, but if the pressure is too high, it is difficult to release from the rubber mold, and therefore preferably less than 5 × 10 8 Pa. More preferably, it is 3 × 10 8 Pa or less.
また、導電性粒子は、体積固有抵抗のコントロールと製造の容易性、コストから、有機化合物を窒素雰囲気下において８００℃の温度で熱処理したときの残存率（（熱処理後の残渣物の質量×１００）／（熱処理前の有機化合物の質量））が２０質量％以上９５質量％以下である有機化合物由来の導電性粒子であることが好ましい。残存率が２０質量％以上であることが製造コストを下げられる点で特に重要である。また、９５質量％以下であることは、有機化合物を炭化する点において重要である。 Further, the conductive particles have a residual ratio ((mass of residue after heat treatment × 100) when the organic compound is heat-treated at a temperature of 800 ° C. in a nitrogen atmosphere because of control of volume resistivity, ease of production, and cost. ) / (Mass of organic compound before heat treatment)) is preferably conductive particles derived from an organic compound having a mass ratio of 20% by mass to 95% by mass. It is particularly important that the residual ratio is 20% by mass or more in that the production cost can be reduced. Moreover, being 95 mass% or less is important in the point which carbonizes an organic compound.
具体的には、この導電性粒子は、前記有機化合物を非酸化性雰囲気下において８００℃以上の温度で熱処理することにより得られる。非酸化性雰囲気下としては、例えば、窒素やアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下が挙げられる。また、還元炎雰囲気下で有機化合物を熱処理（焼成）してもよい。 Specifically, the conductive particles can be obtained by heat-treating the organic compound at a temperature of 800 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere. Examples of the non-oxidizing atmosphere include an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. Further, the organic compound may be heat-treated (fired) in a reducing flame atmosphere.
有機化合物の残渣物の質量は、窒素雰囲気下における熱質量分析法（以下ＴＧＡ）で測定する。昇温速度１０℃／分で８００℃まで測定し、８００℃における残渣物の質量を読み取る。また試料は一度空気中１００℃で６０分加熱処理を行ったものを用いる。 The mass of the organic compound residue is measured by thermal mass spectrometry (hereinafter referred to as TGA) in a nitrogen atmosphere. Measure at a heating rate of 10 ° C./min up to 800 ° C. and read the mass of the residue at 800 ° C. A sample once heat-treated in air at 100 ° C. for 60 minutes is used.
本発明で用いる有機化合物は、有機材料の中でも窒素雰囲気下８００℃で熱処理したときに、（熱処理後の炭素の質量×１００）／（熱処理前の有機化合物の質量）が２０質量％以上の炭素を生成できる有機化合物が好ましく、さらに好ましくは３０質量％以上、さらに好ましくは３５質量％以上が、また４０質量％以上の炭素を生成する有機化合物であれば最も好適である。炭素生成量が多いほど、導電性粒子の体積固有抵抗のコントロールが容易になる。 When the organic compound used in the present invention is heat-treated at 800 ° C. in a nitrogen atmosphere among the organic materials, (mass of carbon after heat treatment × 100) / (mass of organic compound before heat treatment) is 20% by mass or more of carbon. An organic compound that can generate carbon is preferable, more preferably 30% by mass or more, more preferably 35% by mass or more, and most preferably an organic compound that generates 40% by mass or more of carbon. The greater the amount of carbon produced, the easier it is to control the volume resistivity of the conductive particles.
本発明に用いることが可能な有機化合物は、８００℃の残存率が満たされれば、どのような有機化合物でも用いることが可能であるが、例えば、液相ではピッチ、コールタールあるいはコークスとピッチの混合物などが用いられ、固相では木質原料、フラン樹脂、フェノール樹脂、セルロース、ポリアクリロニトリル、レーヨンなどの架橋物が用いられる。炭素質材料は大別すると、石油ピッチなどを出発原料とし、一般的には２０００℃以上の高温で熱処理し、発達したグラファイト構造を有する、いわゆる易黒鉛化炭素材料と、フェノール樹脂やフラン樹脂を始めとする熱硬化性高分子を出発原料として、２０００℃以下の比較的低温で熱処理し、乱層構造を有する、いわゆる難黒鉛化炭素材料とがある。 As the organic compound that can be used in the present invention, any organic compound can be used as long as the residual rate of 800 ° C. is satisfied. For example, in the liquid phase, pitch, coal tar, coke and pitch can be used. A mixture or the like is used. In the solid phase, a cross-linked material such as a wood raw material, a furan resin, a phenol resin, cellulose, polyacrylonitrile, or rayon is used. Carbonaceous materials can be broadly divided into petroleum pitch and other starting materials, generally heat treated at a high temperature of 2000 ° C. or higher, so-called graphitizable carbon materials having a developed graphite structure, and phenol resins and furan resins. There is a so-called non-graphitizable carbon material having a turbulent structure by heat treatment at a relatively low temperature of 2000 ° C. or less using a thermosetting polymer as a starting material.
本発明では、発明の目的を損なわない限りどちらの炭素材料でもよいが、体積固有抵抗を低くできる点から好ましくは易黒鉛化炭素材料が選ばれる。 In the present invention, any carbon material may be used as long as the object of the invention is not impaired, but graphitizable carbon materials are preferably selected from the viewpoint that the volume resistivity can be lowered.
易黒鉛化炭素材料は、易黒鉛化炭素を生成する有機化合物を前述のように非酸化性雰囲気下で熱処理することにより得られる。 The graphitizable carbon material is obtained by heat-treating an organic compound that generates graphitizable carbon in a non-oxidizing atmosphere as described above.
また、有機高分子材料、とりわけフェノール樹脂を用いることにより、多孔質の導電性粒子を容易に得ることができ、ゴムなどの弾性層を構成する材料と導電性粒子の界面の表面積の増加により、架橋点が増加して、導電性粒子を含有するゴムなどの弾性層の強度を向上させることが可能になる。 In addition, by using an organic polymer material, particularly a phenol resin, porous conductive particles can be easily obtained, and by increasing the surface area of the interface between the material constituting the elastic layer such as rubber and the conductive particles, The cross-linking points are increased, and the strength of an elastic layer such as rubber containing conductive particles can be improved.
本発明に好適に用いられるフェノール樹脂とは例えばフェノールの他にアルキルフェノール類や他の置換フェノール類、多価フェノール類とホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド等のアルデヒド類とを原料とし、一般に知られている常法により酸性触媒下（ノボラック型）あるいはアルカリ触媒下（レゾール型）において反応せしめて得られるものである。 The phenol resin suitably used in the present invention includes, for example, alkylphenols and other substituted phenols, polyhydric phenols and aldehydes such as formaldehyde and paraformaldehyde as raw materials, in addition to phenol, and generally known ordinary methods Can be obtained by reacting under an acidic catalyst (novolak type) or an alkaline catalyst (resol type).
本発明では有機化合物をあらかじめ繊維状に成型後、前述の熱処理による炭化プロセスを経て導電性粒子を得ることが好ましい。また、延伸しながら炭化を進め繊維状物としても良い。 In the present invention, it is preferable to obtain conductive particles after previously molding an organic compound into a fibrous shape and then performing a carbonization process by the heat treatment described above. Moreover, carbonization may be promoted while stretching to form a fibrous material.
ただし、炭化する際の熱処理温度については、８００℃以上が好ましくさらに好ましくは１２００℃以上である。２０００℃以上でも好ましいが３０００℃以上の温度は経済的に好ましくない。この熱処理温度までの昇温速度および熱処理温度の保持時間は処理する炭素材料の形状や組成で異なるので特に制限をしないが、昇温速度は１℃／分以上５０℃／分未満が、保持時間は１分以上２４時間未満が好ましい。また、熱処理後に粉砕、分級などのプロセスを行なっても良い。 However, the heat treatment temperature for carbonization is preferably 800 ° C. or higher, more preferably 1200 ° C. or higher. A temperature of 2000 ° C. or higher is preferable, but a temperature of 3000 ° C. or higher is not economically preferable. The heating rate up to this heat treatment temperature and the holding time of the heat treatment temperature are not particularly limited because they differ depending on the shape and composition of the carbon material to be treated, but the heating rate is 1 ° C./min or more and less than 50 ° C./min. Is preferably 1 minute or more and less than 24 hours. Moreover, you may perform processes, such as a grinding | pulverization and a classification, after heat processing.
ゴムに関しては本発明では特に制限を加えない。一般のゴム製品に使用可能なものであれば何でも良く、また組成は複数のゴムをブレンドしたものでも何でも良い。
またアルカリ金属及びアルカリ土類金属から選ばれる少なくとも１つの金属を含む塩とゴムとの混合方法も特に制限しない。
In the present invention, no particular limitation is imposed on rubber. Any material may be used as long as it can be used for general rubber products, and the composition may be anything obtained by blending a plurality of rubbers.
Further, the method for mixing the salt containing at least one metal selected from alkali metals and alkaline earth metals with rubber is not particularly limited.
また、ゴム層に、エーテル結合を含む化合物を０．５質量％以上１０質量％未満の含有率（（エーテル結合を含む化合物の質量×１００）／（母体であるゴム層の質量））で含有させるとアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含む塩のブリードアウトをより効果的に防止できるので好適である。エーテル結合を含む化合物については、主鎖がエーテル結合で構成された、ポリエーテル系高分子でも、側鎖にポリエーテル基がグラフトされた高分子でも何でもよく、アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属を含む塩のブリードアウト防止を効果的に行うために分子量は質量平均分子量で５００以上が好ましく、結晶化に伴うゴムの相分離を回避するために３０万未満の分子量が選ばれる。混練時の粘度も考慮すると１０万未満が好ましく、ブリードアウトも生ぜずプロセス適性も良好で最も好ましい範囲は、１０００以上１００００未満である。 Also, the rubber layer contains a compound containing an ether bond at a content of 0.5% by mass or more and less than 10% by mass ((mass of compound containing an ether bond × 100) / (mass of the rubber layer as a base)). This is preferable because it can more effectively prevent bleed out of a salt containing an alkali metal or an alkaline earth metal. As for the compound containing an ether bond, it may be a polyether polymer whose main chain is composed of an ether bond, or a polymer in which a polyether group is grafted on a side chain, and includes an alkali metal or an alkaline earth metal. In order to effectively prevent salt bleed out, the molecular weight is preferably 500 or more in terms of mass average molecular weight, and a molecular weight of less than 300,000 is selected in order to avoid phase separation of rubber accompanying crystallization. Considering the viscosity at the time of kneading, it is preferably less than 100,000, bleed-out does not occur, process suitability is good, and the most preferable range is 1000 or more and less than 10,000.
上記実施形態では、帯電部材として帯電ロールの例を示したが、ロールタイプ以外にも
ブレード状タイプやロッド状タイプ、ベルト状タイプなどの帯電部材にも本発明は適用可能である。
In the above embodiment, the example of the charging roll is shown as the charging member. However, the present invention can be applied to charging members such as a blade type, a rod type, and a belt type in addition to the roll type.
また、上記実施形態では、帯電ロールが被帯電体である感光体に接触して感光体を帯電させる例を示したが、本発明の帯電部材に対する被帯電体は、感光体に限られるものではなく、例えば、被帯電体である転写材を帯電させる転写部材（例えば転写ロール）などにも適用可能である。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the charging roll contacts the photosensitive member that is the charged body to charge the photosensitive body is shown, but the charged body for the charging member of the present invention is not limited to the photosensitive body. For example, the present invention can also be applied to a transfer member (for example, a transfer roll) that charges a transfer material that is an object to be charged.
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は実施例により限定されるものではない。
＜導電性粒子１の製造＞
直径１０ｃｍのアルミナ製円筒の一端にガスバーナーをとりつけ還元炎領域が最も広くなる条件で燃焼を行う。この還元炎領域に、粘度８０００ｐｏｉｓｅの重油を１ｍｌ／ｓの割合で添加してススを発生させる。この状態で運転を行い、生成するススを回収して導電性粒子１を製造した。ススは凝集粒子として得られ、その平均粒径０．２μｍ、体積固有抵抗２ｘ１０-2Ω・ｃｍだった。
＜導電性粒子２の製造＞
フェノール１．２ｋｇ、５０％ホルマリン０．６ｋｇ、蓚酸３．５ｇを３リットルのフラスコに仕込み、還流温度で４時間反応させた後、さらに加熱下で真空脱水濃縮を行い軟化点１１０℃の未硬化ノボラック樹脂１ｋｇを得た。未硬化ノボラック樹脂５０ｇを加熱溶融させ、攪拌して未硬化ノボラック樹脂を得た。
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited by an Example.
<Manufacture of
A gas burner is attached to one end of an alumina cylinder having a diameter of 10 cm, and combustion is performed under conditions where the reducing flame region is the widest. In the reducing flame region, heavy oil having a viscosity of 8000 poise is added at a rate of 1 ml / s to generate soot. Operation was performed in this state, and the soot produced was recovered to produce
<Production of
After charging 1.2 kg of phenol, 0.6 kg of 50% formalin and 3.5 g of oxalic acid into a 3 liter flask and reacting for 4 hours at the reflux temperature, vacuum dehydration concentration was further performed under heating, and an uncured softening point of 110 ° C. 1 kg of novolak resin was obtained. 50 g of uncured novolak resin was heated and melted and stirred to obtain an uncured novolak resin.
この未硬化ノボラック樹脂をホルムアルデヒドと塩酸を主成分とした硬化水溶液中に、水溶液の粘度が３００ｐｏｉｓｅに増粘するまで滴下する。この硬化水溶液を０．５℃／分の速度で９５℃まで昇温後、８時間保持して濾別後乾燥し、硬化ノボラック樹脂を得た。得られた粉体を窒素雰囲気下で熱質量分析を行い、８００℃における残渣物の質量を求め、残存率を求めたところ４８質量％であった。 This uncured novolak resin is dropped into a cured aqueous solution containing formaldehyde and hydrochloric acid as main components until the viscosity of the aqueous solution increases to 300 poise. This cured aqueous solution was heated to 95 ° C. at a rate of 0.5 ° C./min, held for 8 hours, filtered and dried to obtain a cured novolak resin. The obtained powder was subjected to thermal mass spectrometry in a nitrogen atmosphere, the mass of the residue at 800 ° C. was determined, and the residual ratio was determined to be 48% by mass.
この樹脂を、窒素雰囲気１０００℃で熱処理を行い炭素粉を得た。この炭素粉をジェットミル粉砕し、導電性粒子２を製造した。この粒子の体積固有抵抗を測定したところ２０Ω・ｃｍであった。
（実施例１）
＜帯電ロール１の作製＞
下記の要領で本発明の、帯電ロール１を作製した。
｛本発明ゴム層配合Ａ｝
エピクロルヒドリンゴム三元共重合体 １００質量部
導電性粒子１ １０質量部
硫酸ナトリウム塩 ２質量部
酸化亜鉛 ５質量部
脂肪酸 ２質量部
以上の材料を６０℃に調節した密閉型ミキサーにて１０分間混練した後、エピクロルヒドリンゴム１００質量部に対してセバシン酸系ポリエステル可塑剤５質量部を加え、２０℃に冷却した密閉型ミキサーで更に２０分間混練し、原料コンパウンドを調製した。
This resin was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 1000 ° C. to obtain carbon powder. The carbon powder was pulverized with a jet mill to produce
Example 1
<Preparation of charging
The charging
{Invention rubber layer formulation A}
Epichlorohydrin rubber terpolymer 100 parts by weight
このコンパウンドに原料ゴムのエピクロルヒドリンゴム１００質量部に対し加硫剤としての硫黄１質量部、加硫促進剤としてのノクセラーＤＭ１質量部、ノクセラーＴＳ０．５質量部を加え、２０℃に冷却した２本ロール機にて１０分間混練した。得られたコンパウンドを、ステンレス製芯金の周囲にロール状になるように押出成型機にて成型し、加熱加硫成型した後に研磨処理した。 To this compound, 100 parts by mass of epichlorohydrin rubber as a raw material rubber was added 1 part by mass of sulfur as a vulcanizing agent, 1 part by mass of Noxeller DM as a vulcanization accelerator, and 0.5 parts by mass of Noxeller TS, and then cooled to 20 ° C. It knead | mixed for 10 minutes with the roll machine. The obtained compound was molded by an extrusion molding machine so as to form a roll around a stainless steel core, subjected to heat vulcanization molding, and then polished.
得られたゴム層Ａの体積固有抵抗は１０7Ω・ｃｍであった。 The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
ここで得られたロールに表面層をつけて帯電ロール１とした。
A surface layer was attached to the roll obtained here to obtain a charging
すなわち表面層の材料として、
アクリルポリオール溶液（有効成分７０質量％） １００質量部
イソシアネートＡ（ＩＰＤＩ、有効成分６０質量％） ４０質量部
イソシアネートＢ（ＨＤＩ、有効成分８０質量％） ３０質量部
導電性酸化錫（石原産業製） ９０質量部
負荷電制御樹脂（ＣＣＲ１） １２質量部
メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）溶剤 ３４０質量部
をミキサーを用いて攪拌し混合溶液を作製した。次いで、その混合溶液を循環式のビーズミル分散機を用いて分散処理を行い、ディッピング用塗料を作製した。
That is, as a material for the surface layer,
Acrylic polyol solution (active ingredient 70% by weight) 100 parts by weight isocyanate A (IPDI, active ingredient 60% by weight) 40 parts by weight isocyanate B (HDI, active ingredient 80% by weight) 30 parts by weight conductive tin oxide (made by Ishihara Sangyo) 90 parts by mass Negatively charged control resin (CCR1) 12 parts by mass Methyl isobutyl ketone (MIBK) solvent 340 parts by mass was stirred using a mixer to prepare a mixed solution. Subsequently, the mixed solution was subjected to a dispersion treatment using a circulation type bead mill disperser to prepare a dipping paint.
なお、上記のＩＰＤＩはイソホロンジイソシアナートを、ＨＤＩはヘキサメチレンジイソシアナートを意味する。 The above IPDI means isophorone diisocyanate, and HDI means hexamethylene diisocyanate.
このディッピング用塗料をロールの上にディッピング法にて膜厚が１０μｍになるように塗布して、１０分間の風乾後に加熱型乾燥機にて、１６０℃で１時間乾燥させ、帯電ロール１を得た。
The coating material for dipping is applied on the roll by a dipping method so that the film thickness becomes 10 μm, air-dried for 10 minutes, and then dried at 160 ° C. for 1 hour by a heating type dryer to obtain a charging
また、ここで用いたコンパウンドの本発明ゴム層Ａを帯電ロール１と同様の加硫条件にて、深さ０．２ｍｍ１０ｃｍ角の鉄モールドを用いて加熱プレスを行い０．２５ｍｍ１０ｃｍ角のシートを得た。
The rubber layer A of the compound used here was heated and pressed using an iron mold having a depth of 0.2 mm and 10 cm square under the same vulcanization conditions as those of the charging
このシートのインピーダンスの絶対値を測定した。
＜インピーダンスの絶対値測定方法＞
インピーダンス測定に関しては、横河・ヒューレット・パッカード社製（以下ＹＨＰ社製）プレシジョンＬＣＲメーターＨＰ４２８４ＡとＨＰ１６４５１Ｂの組み合わせを用いた。２３℃２０％ＲＨ雰囲気下で、空隙法によりシート材料のインピーダンスの絶対値を計測した。空隙法の測定に関しては、ＨＰ１６４５１Ｂの取り扱い説明書（部品番号１６４５１−９７０００，印刷１９８９年１２月）に記載された電極非接触法に従う。主電極の直径が３．８ｃｍの電極−Ａを用いて、サンプルの大きさは、５．５ｃｍ×５．５ｃｍの正方形に切り取った。
The absolute value of the impedance of this sheet was measured.
<Absolute impedance measurement method>
For impedance measurement, a combination of Yokogawa Hewlett-Packard (hereinafter, YHP) Precision LCR meter HP4284A and HP16451B was used. Under an atmosphere of 23 ° C. and 20% RH, the absolute value of the impedance of the sheet material was measured by the void method. Regarding the measurement of the void method, the electrode non-contact method described in the instruction manual of HP16451B (part number 16451-97000, printed December 1989) is followed. The size of the sample was cut into a 5.5 cm × 5.5 cm square using the electrode-A having a main electrode diameter of 3.8 cm.
得られた帯電ロールを、図１の電子写真画像形成装置に取付け、２３℃／５３％ＲＨの環境下で、以下の条件で感光体を帯電させて、所定の画像を１０００枚、連続的にプリントアウトした。
帯電条件
感光体当接圧；５０ｇ／ｃｍ，
帯電ロールに印加される直流電圧；−６００Ｖ，交流電圧；２，０００Ｖｐ−ｐ，周波数；１５０Ｈｚ
画像評価とプリント後の帯電ロール上に付着しているトナー、外添剤の評価を行った。
＜汚れと画像評価法＞
（１．汚れ評価法）
汚れ評価は、帯電ロール表面へのトナーの付着性と外添剤の付着性により評価した。
The obtained charging roll is attached to the electrophotographic image forming apparatus of FIG. 1, and the photosensitive member is charged under the following conditions in an environment of 23 ° C./53% RH, and 1000 predetermined images are continuously printed. Printed out.
Charging condition Photoconductor contact pressure; 50 g / cm,
DC voltage applied to the charging roll; -600 V, AC voltage; 2,000 Vp-p, frequency: 150 Hz
Image evaluation and evaluation of the toner and external additives attached on the charging roll after printing were performed.
<Dirt and image evaluation method>
(1. Dirt evaluation method)
The dirt was evaluated based on the adhesion of the toner to the surface of the charging roll and the adhesion of the external additive.
トナー付着性：帯電ロール上に付着しているトナーをテープ（３Ｍ社製、スコッチ・メンディングテープ）にて除去し、そのテープに転写された付着トナーの濃度を、目視で観察し評価した。
○：テープは透明のまま、全くトナーが転写されていない状態のもの。
△：テープにトナーが転写されている箇所が部分的に認められるもの。
×：テープ全面にトナーが転写された状態のもの。
Toner adhesion: The toner adhering to the charging roll was removed with a tape (manufactured by 3M, Scotch Mending Tape), and the density of the adhering toner transferred to the tape was visually observed and evaluated.
○: The tape remains transparent and no toner is transferred.
Δ: A portion where the toner is transferred to the tape is partially recognized.
X: The toner is transferred to the entire surface of the tape.
外添剤付着性：帯電ロール上に付着している外添剤の濃度を、目視で観察し評価した。
○：ロールは黒色外観のまま、又はうっすらと外添剤が載っている箇所が部分的に認められるに過ぎないもの。
△：ロール全面にうっすらと外添剤が載った状態のもの。
×：ロール全面に外添剤が載った状態のもの。
External additive adhesion: The concentration of the external additive adhering to the charging roll was visually observed and evaluated.
○: The roll has a black appearance, or a part where the external additive is slightly visible is only partially recognized.
(Triangle | delta): The state in which the external additive was on the roll whole surface.
X: A state in which an external additive is placed on the entire roll surface.
この付着性評価で、トナー付着性、外添剤付着性の両方において、○が２つの場合は◎、○と△の組み合わせは○、○と×の組み合わせは△、○が無い場合は×とした。 In this adhesion evaluation, in both toner adhesion and external additive adhesion, 性 is two, ◯ is a combination of ○ and △, ○ and × is a combination △, and there is no ◯ is × did.
（２．画像評価法）
○：画像が良好のもの。
△：トナーや外添剤が帯電ロールに付着したために発生した画像の乱れが、画像の一部に見られたもの。
×：トナーや外添剤が帯電ロールに付着したために発生した画像の乱れが、画像の全体に見られたもの。
（実施例２）
実施例１において硫酸ナトリウム塩の代わりに炭酸カルシウム塩を用いた以外は同様の処理を行い帯電ロール２及びインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
(2. Image evaluation method)
○: Good image.
Δ: Image distortion caused by toner or external additive adhering to the charging roll was observed in a part of the image.
X: Image disturbance caused by toner or external additive adhering to the charging roll was observed in the entire image.
(Example 2)
A charging
得られたゴム層Ａの体積固有抵抗は１０7Ω・ｃｍであった。
（実施例３）
実施例１において、本発明ゴム層Ａに、さらに質量平均分子量１０００のポリエーテルを５質量部添加した以外は同様の処理を行い帯電ロール３及びインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
(Example 3)
In Example 1, a charging
得られたゴム層Ａの体積固有抵抗は１０7Ω・ｃｍであった。
（参考例）
エチレン−プロピレン−ジエン系ゴム（ＥＰＤＭ）に、加硫剤と発泡剤を配合し、混合した生ゴムを５ｍｍ厚で金属棒に塗布後、下記ゴム層配合Ｂを５ｍｍまきつけ加熱加硫成型した後に研磨処理し帯電ロール４を製造した。実施例１と同様にインピーダンス評価用シートを作成し、同様に評価した。
The resulting rubber layer A had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
(Reference example)
After blending a vulcanizing agent and a foaming agent with ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), and applying the mixed raw rubber to a metal rod with a thickness of 5 mm, the rubber layer compounded B is spread by 5 mm and polished after heat vulcanization molding. The charging
得られたゴム層Ｂの体積固有抵抗は１０7Ω・ｃｍであった。
｛本発明ゴム層配合Ｂ｝
エピクロルヒドリンゴム三元共重合体 １００質量部
導電性粒子２ １０質量部
導電性酸化錫（石原産業製） ５質量部
四級アンモニウム塩 １質量部
酸化亜鉛 ５質量部
脂肪酸 ２質量部
（比較例１）
スチレン−エチレン・ブチレン−オレフィン共重合樹脂（商品名：ダイナロン、日本合成ゴム社製）１００質量部、ポリエチレン２０質量部及びカーボンブラック（商品名：ケッチェンブラックＥＣ、ライオンアクゾ社製）８０質量部をＶ型ブレンダーで数分間混合した。これを更に、加圧式ニーダーを用いて１９０℃で１０分間溶融混練した。更に、冷却後、粉砕機で粉砕し、単軸押出し機でペレット化した。
The obtained rubber layer B had a volume resistivity of 10 7 Ω · cm.
{Invention rubber layer blend B}
Epichlorohydrin rubber terpolymer 100 parts by weight
100 parts by mass of styrene-ethylene / butylene-olefin copolymer resin (trade name: Dynalon, manufactured by Nippon Synthetic Rubber), 20 parts by mass of polyethylene, and 80 parts by mass of carbon black (trade name: Ketjen Black EC, manufactured by Lion Akzo) Was mixed in a V-type blender for several minutes. This was further melt kneaded at 190 ° C. for 10 minutes using a pressure kneader. Furthermore, after cooling, it was pulverized by a pulverizer and pelletized by a single screw extruder.
内部層の材料として、ポリウレタンエラストマー１００質量部、酸化マグネシウム１０質量部及びステアリン酸カルシウム１質量部を、外部層の材料と同様の工程でペレット化した。 As the material for the inner layer, 100 parts by mass of polyurethane elastomer, 10 parts by mass of magnesium oxide and 1 part by mass of calcium stearate were pelletized in the same process as the material for the outer layer.
縦型押出し機を用いて、これらを一つのクロスヘッドで２重層となるように合流させ、適温の冷却水（４〜１６℃）中に押出し、チューブと冷却サイジング壁の間隔が均一に近くなるようにサイジングの水平位置を調整し、更に冷却し引き取った。このチューブを切断したものを、金属ロールに嵌め込み、圧密着させた。 Using a vertical extruder, these are merged into a double layer with a single crosshead, extruded into cooling water (4 to 16 ° C) at an appropriate temperature, and the distance between the tube and the cooling sizing wall becomes nearly uniform. The horizontal position of the sizing was adjusted so that it was cooled and taken out. What cut this tube was inserted in the metal roll, and was press-contacted.
外層材のゴム材料を用いて実施例１と同様にシートを作成し、インピーダンスと画像の評価を同様に行った。 A sheet was prepared in the same manner as in Example 1 using the rubber material of the outer layer material, and the impedance and image were evaluated in the same manner.
また、ケッチェンブラックＥＣの体積固有抵抗は１０-2Ω・ｃｍであり、得られた外層のゴム層の体積固有抵抗は１０6Ω・ｃｍであった。 Ketjen Black EC had a volume resistivity of 10 −2 Ω · cm, and the outer rubber layer obtained had a volume resistivity of 10 6 Ω · cm.
実施例及び比較例の評価結果を表１にまとめた。 The evaluation results of Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1.
表１の実施例と比較例から、本発明の帯電ロールは、耐久試験において、汚れ、画像評価とも良好であり、本発明の目的を達成している。 From the examples and comparative examples in Table 1, the charging roll of the present invention has good dirt and image evaluation in the durability test, and achieves the object of the present invention.
１ 半導体レーザ光源
２ ポリゴンミラー
３ ｆθレンズ
４ 感光体ドラム
５ 帯電ローラー
５１ 軸体（芯金）
６ 現像器
７ 転写器
８ 転写体
９ 分離極
１０ 定着器
１１ クリーニング器
１２ 帯電前露光（ＰＣＬ）
１３クリーニングブレード
１４ 電源部
DESCRIPTION OF
6 Developing
13
Claims (7)
前記導電性粒子は、還元炎雰囲気下で重油を熱処理して生成される炭素粉、または、非酸化性雰囲気下において８００℃以上の温度でフェノール樹脂を熱処理して生成される炭素粉のいずれかであることを特徴とする電子写真用帯電部材。 An absolute value of impedance at a frequency of 20 Hz, containing at least one salt selected from a salt containing an alkali metal and a salt containing an alkaline earth metal, and conductive particles having a volume resistivity of less than 10 2 Ω · cm. There have a elastic layer is less than 5 × 10 5 Ω,
The conductive particles are either carbon powder produced by heat treating heavy oil in a reducing flame atmosphere, or carbon powder produced by heat treating a phenol resin at a temperature of 800 ° C. or higher in a non-oxidizing atmosphere. A charging member for electrophotography characterized by the above.
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