JPH11167271A - Roller used for electrophotographic system - Google Patents
Roller used for electrophotographic systemInfo
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- JPH11167271A JPH11167271A JP9334122A JP33412297A JPH11167271A JP H11167271 A JPH11167271 A JP H11167271A JP 9334122 A JP9334122 A JP 9334122A JP 33412297 A JP33412297 A JP 33412297A JP H11167271 A JPH11167271 A JP H11167271A
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ーあるいはファクシミリの受信装置など電子写真方式を
採用した装置に組み込まれるローラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a roller incorporated in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer or a facsimile receiving apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】電子写真方式を採用する装置では、静電
潜像担持体の周辺に、この静電潜像担持体へ電荷を一様
に供給する帯電ローラ、トナーを静電潜像担持体へ供給
する現像ローラ、トナー像を記録用紙に転写させる転写
ローラなどの各種ローラが配置されている。2. Description of the Related Art In an apparatus adopting an electrophotographic system, a charging roller for uniformly supplying electric charges to an electrostatic latent image carrier around an electrostatic latent image carrier, and a toner are provided around the electrostatic latent image carrier. Various rollers such as a developing roller for supplying the toner image to the recording paper and a transfer roller for transferring the toner image to the recording paper are arranged.
【０００３】図２は、電子写真方式を採用する装置の一
例を示す模式図である。帯電ローラ20は、その表面を静
電潜像担持体である感光体21に接触・回転させて、電荷
を感光体21の表面に一様に供給する。感光体21の表面に
は光導電性絶縁体層が形成されており、この光導電性絶
縁体層の下には導電体層が形成されている。感光体21の
表面に、画像情報を含んだ光22が当てられると、静電潜
像が形成される。この静電潜像を可視像化するのが現像
装置23である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of an apparatus employing an electrophotographic system. The charging roller 20 contacts and rotates the surface of the charging roller 20 with the photosensitive member 21 serving as an electrostatic latent image carrier, and uniformly supplies charges to the surface of the photosensitive member 21. A photoconductive insulator layer is formed on the surface of the photoconductor 21, and a conductive layer is formed below the photoconductive insulator layer. When light 22 including image information is applied to the surface of the photoconductor 21, an electrostatic latent image is formed. The developing device 23 visualizes this electrostatic latent image.
【０００４】現像装置23は、トナー24, …を貯蔵するト
ナー容器25、このトナー容器25に設けられた規制ブレー
ド26、現像ローラ27およびこの現像ローラ27の表面にト
ナー24, …を確実に担持させる供給ローラ28などから構
成される。現像ローラ27は、ＳＵＳ製やアルミニウム合
金製などの導電性シャフトの周りに、導電性弾性層を同
心円状に積層して構成されたり、場合によってはこの導
電性弾性層上に保護層を被覆して構成される。この導電
性シャフトと現像ローラの表面との間には電圧が印加さ
れる。トナー容器25内のトナー24, …は、非磁性トナー
からなり、現像ローラ表面に担持され、規制ブレード26
によってトナー薄層とされる際に、接触・摩擦帯電す
る。そして、現像ローラ27の表面を感光体21の表面に接
触させることにより、トナー薄層が静電潜像へ付着され
て、感光体21の表面にトナー像が形成される。このトナ
ー像は、転写ローラ29によって記録用紙30の表面に静電
吸着されて、記録用紙30の上で転写像となる。この転写
像が、加熱ローラ31や加圧ローラ32によって記録用紙30
に定着されるのである。なお、転写されずに感光体21の
表面に残ったトナー粉を除去するため、ブレードなどの
清掃器33が、転写ローラ29の下流側に設けられている。
このブレードの代わりにブラシやローラを用いることも
ある。The developing device 23 includes a toner container 25 for storing toner 24,..., A regulating blade 26 provided in the toner container 25, a developing roller 27, and the toner 24,. It is composed of a supply roller 28 and the like. The developing roller 27 is formed by concentrically laminating a conductive elastic layer around a conductive shaft made of SUS, aluminum alloy, or the like, or in some cases, by covering a protective layer on the conductive elastic layer. It is composed. A voltage is applied between the conductive shaft and the surface of the developing roller. The toner 24 in the toner container 25 is made of non-magnetic toner and is carried on the surface of the developing roller.
When the toner becomes a thin toner layer, the toner is contacted and frictionally charged. Then, by bringing the surface of the developing roller 27 into contact with the surface of the photoconductor 21, the thin toner layer is attached to the electrostatic latent image, and a toner image is formed on the surface of the photoconductor 21. This toner image is electrostatically attracted to the surface of the recording paper 30 by the transfer roller 29, and becomes a transfer image on the recording paper 30. This transferred image is transferred to a recording paper 30 by a heating roller 31 and a pressure roller 32.
It is established in. A cleaning device 33 such as a blade is provided downstream of the transfer roller 29 in order to remove toner powder remaining on the surface of the photoconductor 21 without being transferred.
A brush or a roller may be used instead of the blade.
【０００５】上記したような電子写真方式に用いられる
各種ローラのうち、帯電ローラや現像ローラ、転写ロー
ラの基本構造は同じである。すなわち、これらローラ
は、導電性シャフトの周りに導電性弾性層を形成し、場
合によってはこの導電性弾性層上に保護層を被覆して構
成される。この導電性弾性層には、適度な弾力変形が必
要とされる。たとえば、帯電ローラの場合、その表面の
電荷を感光体へ供給するには、帯電ローラと感光体との
周方向に適度な接触幅がなければならない。また、現像
ローラの場合、現像ローラ表面に担持されたトナーを感
光体へ効率良く付着させるには、現像ローラと感光体と
の周方向における接触幅が必要である。[0005] Among the various rollers used in the electrophotographic system described above, the basic structure of the charging roller, the developing roller, and the transfer roller is the same. That is, these rollers are formed by forming a conductive elastic layer around a conductive shaft and, in some cases, coating a protective layer on the conductive elastic layer. This conductive elastic layer requires a moderate elastic deformation. For example, in the case of a charging roller, in order to supply charges on the surface of the charging roller to the photoconductor, there must be an appropriate contact width in the circumferential direction between the charging roller and the photoconductor. In the case of the developing roller, a contact width in the circumferential direction between the developing roller and the photosensitive member is necessary to efficiently attach the toner carried on the surface of the developing roller to the photosensitive member.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上記した導電性弾性層
の素材には、適度な変形を実現するため、ＮＢＲ（ニト
リルブタジエンラバー）などのゴムを用いることが多
い。しかし、ゴムは粘着性を有することが多いため、導
電性弾性層が最外層である現像ローラでは、その表面に
トナーがこびりつく現象、いわゆるトナーフィルミング
が生じてしまうという問題がある。また、安定したロー
ラ抵抗を得たい場合に、導電性弾性層のみではローラ抵
抗値の制御が難しいという問題もある。そこで、導電性
弾性層上に表面層を被覆して、トナーフィルミングの防
止や安定したローラ抵抗を得ている。As the material of the conductive elastic layer, rubber such as NBR (nitrile butadiene rubber) is often used in order to realize appropriate deformation. However, since rubber often has adhesiveness, there is a problem that a toner sticks to the surface of a developing roller in which a conductive elastic layer is the outermost layer, that is, a so-called toner filming occurs. Another problem is that it is difficult to control the roller resistance only with the conductive elastic layer when it is desired to obtain a stable roller resistance. Therefore, a surface layer is coated on the conductive elastic layer to prevent toner filming and obtain a stable roller resistance.
【０００７】この表面層の材料としては、現像ローラの
場合には、良好にトナーをマイナス帯電させるためにナ
イロン系材料やウレタン系材料などを用いることが多
い。しかし、現像ローラが規制ブレードなどの規制部材
や感光体などの静電潜像担持体表面と接触する際に、導
電性弾性層の変形に保護層が追従できず、ローラ表面に
皺が生ずる場合がある。かかる場合には、トナー像に濃
度ムラが生ずるという問題が起こる。In the case of a developing roller, a nylon-based material or a urethane-based material is often used as a material of the surface layer in order to favorably negatively charge the toner. However, when the developing roller comes into contact with a regulating member such as a regulating blade or a surface of an electrostatic latent image carrier such as a photosensitive member, the protective layer cannot follow the deformation of the conductive elastic layer and wrinkles are generated on the roller surface. There is. In such a case, there arises a problem that density unevenness occurs in the toner image.
【０００８】本発明は、このような問題点に鑑み、導電
性弾性層上に保護層を被覆するローラにおいて、下地の
導電性弾性層の変形に柔軟に追従できて、ローラ表面に
皺が生じない保護層を備えたローラを提供せんとするも
のである。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and in a roller in which a protective layer is coated on a conductive elastic layer, the roller can flexibly follow the deformation of the underlying conductive elastic layer, and wrinkles are generated on the roller surface. It is intended to provide a roller with no protective layer.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決するために鋭意検討した結果、弾性層上に被覆さ
れる保護層の伸び率に着目し本発明に至った。すなわ
ち、本発明の電子写真方式に用いるローラは、中心軸に
導電性シャフトを配し、該導電性シャフトの周りに弾性
層、該弾性層上に表面層を同心円状に順次積層して構成
されるローラにおいて、前記弾性層が３０°以下のＪＩ
Ｓ Ａ硬度を有するとともに、前記表面層が３００％以
上６００％以下の伸び率を有して構成される。なお、表
面層の伸び率とは、ＪＩＳ Ｋ ６２５１に準じた測定
による破断時伸び率をいう。Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have focused on the elongation of the protective layer coated on the elastic layer, and have reached the present invention. That is, the roller used in the electrophotographic method of the present invention is configured by arranging a conductive shaft around the central axis, sequentially stacking an elastic layer around the conductive shaft and a surface layer on the elastic layer in a concentric manner. Roller, wherein the elastic layer has a JI of 30 ° or less.
In addition to having SA hardness, the surface layer has an elongation of 300% or more and 600% or less. In addition, the elongation percentage of the surface layer refers to the elongation percentage at break by measurement according to JIS K6251.
【００１０】前記表面層の主成分として特にポリカーボ
ネートウレタンとするのが望ましい。It is desirable that polycarbonate urethane is particularly used as a main component of the surface layer.
【００１１】また、表面層被覆前の弾性層のローラ抵抗
値が１０4 Ωｃｍ以上のものを用い、このときのローラ
抵抗値が１０4 Ω〜１０10Ωであるようにローラが構成
されると好ましい。なお、本発明でのローラ抵抗値と
は、ローラを金属プレートに水平に当てて、前記金属シ
ャフトの両端部の各々に５００ｇの荷重を金属プレート
方向に加えたときに、シャフトと金属プレート間に直流
電圧１００ボルト印加して測定される値である。Further, it is preferable that the elastic layer before the surface layer coating has a roller resistance of 10 4 Ωcm or more, and the roller is configured so that the roller resistance at this time is 10 4 Ω to 10 10 Ω. preferable. Incidentally, the roller resistance value in the present invention, the roller is horizontally applied to the metal plate, when a load of 500 g is applied to each of both ends of the metal shaft in the metal plate direction, between the shaft and the metal plate This is a value measured by applying a DC voltage of 100 volts.
【００１２】また、前記弾性層として、特に、（Ａ）分
子中に少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構
成する繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または
飽和炭化水素系単位からなる重合体と、（Ｂ）分子中に
少なくとも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、
（Ｃ）ヒドロシリル化触媒と、（Ｄ）導電性付与剤と、
を主成分とする硬化性組成物の反応物を用いることが望
ましい。In addition, the elastic layer is preferably a polymer (A) comprising at least one alkenyl group in the molecule, wherein the repeating unit constituting the main chain mainly comprises an oxyalkylene unit or a saturated hydrocarbon unit. And (B) a curing agent containing at least two hydrosilyl groups in the molecule;
(C) a hydrosilylation catalyst, (D) a conductivity-imparting agent,
It is desirable to use a reaction product of a curable composition containing as a main component.
【００１３】上記したローラは、トナーを静電潜像担持
体へ供給する現像装置に組み込まれる現像ローラとして
用いることができる。The roller described above can be used as a developing roller incorporated in a developing device that supplies toner to the electrostatic latent image carrier.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
に係る代表的な種々の実施例を説明する。図１は、本発
明に係る現像ローラ1 とその周辺構造とを模式的に示す
説明図である。本発明に係る現像ローラ1 は、直径１ｍ
ｍ〜２５ｍｍ程度のＳＵＳ、アルミニウム合金もしくは
導電性樹脂などからなる導電性シャフト2 の周りに、Ｊ
ＩＳ Ａ硬度が３０°以下の導電性弾性層3 が同心円状
に設けられ、この導電性弾性層3 の外周面に表面層4 が
１０μｍ〜５０μｍの所定の厚みで被覆されて構成され
るものである。その表面層4 の伸び率は、ＪＩＳ Ｋ
６２５１に準じた測定による破断時伸び率が３００％以
上６００％以下の範囲内であれば良いが、好ましくは４
００％以上６００％以下、より好ましくは５００％以上
６００％以下になるように構成される。ここで、導電性
弾性層3 と表面層4 との間に、現像ローラ1 の電気抵抗
を調整するための抵抗調整層、および導電性弾性層と表
面層との間の接着性を高めるプライマー層などを単層ま
たは複数層含む場合もある。表面層4 の形成方法とし
て、たとえば表面層を構成する樹脂成分の粘度などに応
じて、ディッピング、スプレー噴霧、ロールコートまた
は刷毛塗りなどが挙げられるが、本発明はこの形成方法
を特に限定するものではない。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention; FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the developing roller 1 according to the present invention and its peripheral structure. The developing roller 1 according to the present invention has a diameter of 1 m.
Around a conductive shaft 2 made of SUS, aluminum alloy or conductive resin of about
A conductive elastic layer 3 having an ISA hardness of 30 ° or less is provided concentrically, and the outer peripheral surface of the conductive elastic layer 3 is covered with a surface layer 4 having a predetermined thickness of 10 μm to 50 μm. is there. The elongation percentage of the surface layer 4 is JIS K
The elongation at break by the measurement according to 6251 may be in the range of 300% or more and 600% or less, and preferably 4% or less.
It is configured so as to be 00% or more and 600% or less, more preferably 500% or more and 600% or less. Here, between the conductive elastic layer 3 and the surface layer 4, a resistance adjusting layer for adjusting the electric resistance of the developing roller 1 and a primer layer for improving the adhesiveness between the conductive elastic layer and the surface layer. May be included in a single layer or a plurality of layers. Examples of a method for forming the surface layer 4 include dipping, spraying, roll coating, and brush coating, depending on the viscosity of the resin component constituting the surface layer, but the present invention particularly limits this forming method. is not.
【００１５】前記現像ローラ1 は、トナー容器5 に貯蔵
されている非磁性トナー6,…を現像ローラ1 の表面に担
持させ、規制ブレード7 によって一定の膜厚でトナー薄
膜8とした後、この摩擦帯電したトナー薄膜8 を感光体9
の表面の静電潜像へ付着させる。このとき、供給ロー
ラ10によって非磁性トナー6,…が効率的に現像ローラ1
へと供給される。供給ローラ10としては、ウレタンなど
からなる導電性発泡体などのスポンジ状のもの、あるい
はアルミニウムなどからなる金属パイプなどの導電体を
使用することができる。また非磁性トナー6,…には、た
とえば着色顔料をスチレンアクリル系やポリエステル系
の熱可塑性樹脂などで覆って形成した粒径６μｍ〜１０
μｍ程度のものを用いることができる。また、本実施例
での現像ローラおよび供給ローラには、直流電圧が印加
されている。トナーがマイナス帯電の場合、現像ローラ
には−１５０Ｖ〜−３５０Ｖ、供給ローラには−２００
Ｖ〜−６００ＶのＤＣ電圧を印加するのが好ましい。さ
らに規制ブレードに、トナーの帯電を制御させるため
に、−１５０Ｖ〜−６００ＶのＤＣ電圧を印加すること
もできる。トナーがプラス帯電の場合には、現像ロー
ラ、供給ローラおよび規制ブレードに印加される各ＤＣ
電圧は前記値と絶対値が同じで逆符号の値となる。な
お、ＤＣ電圧にＡＣ電圧を重畳させて印加することもで
きる。The developing roller 1 carries the non-magnetic toners 6,... Stored in a toner container 5 on the surface of the developing roller 1, and forms a toner thin film 8 with a constant film thickness by a regulating blade 7. Apply triboelectrically charged toner thin film 8 to photoconductor 9
To the electrostatic latent image on the surface. At this time, the non-magnetic toners 6,.
Supplied to. As the supply roller 10, a sponge-like material such as a conductive foam made of urethane or the like, or a conductor such as a metal pipe made of aluminum or the like can be used. The non-magnetic toners 6 have a particle diameter of 6 μm to 10 μm, for example, formed by covering a color pigment with a styrene acrylic or polyester thermoplastic resin.
Those having a size of about μm can be used. Further, a DC voltage is applied to the developing roller and the supply roller in this embodiment. When the toner is negatively charged, the developing roller has −150 V to −350 V, and the supply roller has −200 V.
It is preferable to apply a DC voltage of V to -600V. Further, a DC voltage of -150 V to -600 V can be applied to the regulating blade to control the charging of the toner. When the toner is positively charged, each DC applied to the developing roller, the supply roller and the regulating blade
The voltage has the same absolute value as the above value and a value of the opposite sign. Note that an AC voltage can be applied by being superimposed on a DC voltage.
【００１６】また、前記導電性弾性層として、その表面
層被覆前のローラ抵抗値が１０4 Ω以上のものを用いる
のが好ましい。これは、現像ローラにＤＣ電圧を印加す
るときには、表面層に塗布ムラがある場合にローラ抵抗
の変動が小さく抑えられるからである。さらに、表面層
被覆後のローラ抵抗が１０4 Ω〜１０10Ω、好ましくは
１０5 Ω〜１０8 Ωの範囲内のものを用いることが、感
光体にダメージを与えず、良好な画像を得る点で好まし
い。Preferably, the conductive elastic layer has a roller resistance of at least 10 4 Ω before its surface layer is coated. This is because, when a DC voltage is applied to the developing roller, fluctuations in the roller resistance can be suppressed to a small extent when there is uneven coating on the surface layer. Further, using a roller having a roller resistance within the range of 10 4 Ω to 10 10 Ω, preferably 10 5 Ω to 10 8 Ω after coating the surface layer can obtain a good image without damaging the photoreceptor. It is preferred in that respect.
【００１７】上記した現像ローラ表面は、現像時には軸
回転しつつ、感光体との周方向にわたって一定の接触幅
（以下、ニップ幅と呼ぶ。）で感光体表面に押圧されて
いる。ニップ幅は０．５〜２．０ｍｍ程度必要である。
よって、現像時の現像ローラ表面は感光体への押圧位置
を周方向に変化させながら軸回転している。本発明に係
る現像ローラによれば、ＪＩＳ Ａ硬度が３０°以下の
導電性弾性層に対して、表面層のＪＩＳ Ｋ ６２５１
に準じた測定による破断時伸び率を３００％以上６００
％以下、好ましくは４００％以上６００％以下となるよ
うに構成することによって、その押圧位置の変化に合わ
せて、導電性弾性層がその押圧により変形すると同時
に、表面層も導電性弾性層の変形に合わせて柔軟に追従
変形できるので、現像ローラ表面に皺が生じにくくなる
のである。これにより、トナー像の濃度ムラが非常に少
なくなり、鮮明な画像を得ることが可能となる。さら
に、前記樹脂層の伸び率を特に５００％以上６００％以
下としたときには、トナー像の濃度ムラが著しく改善さ
れる。しかし、樹脂層の伸び率が６００％を超えると、
樹脂層の粘着性が強くなるためトナーフィルミングが生
じ易くなり、また樹脂層に含まれる成分がブリーディン
グして感光体などの周辺部材を汚染し易くなる。The surface of the developing roller is pressed against the surface of the photoconductor at a constant contact width (hereinafter, referred to as a nip width) in the circumferential direction with the photoconductor while rotating at the time of development. The nip width needs to be about 0.5 to 2.0 mm.
Therefore, the surface of the developing roller at the time of development is rotating while changing the pressing position on the photoconductor in the circumferential direction. According to the developing roller of the present invention, the conductive layer having a JIS A hardness of 30 ° or less is JIS K6251 of the surface layer.
Elongation at break by measurement according to 300 to 600%
%, Preferably 400% or more and 600% or less, so that the conductive elastic layer is deformed by the pressing according to the change of the pressing position, and the surface layer is also deformed by the pressing of the conductive elastic layer. Therefore, wrinkles are less likely to be generated on the surface of the developing roller. As a result, the density unevenness of the toner image is extremely reduced, and a clear image can be obtained. Further, when the elongation percentage of the resin layer is particularly set to 500% or more and 600% or less, the density unevenness of the toner image is remarkably improved. However, when the elongation percentage of the resin layer exceeds 600%,
Since the adhesiveness of the resin layer is increased, toner filming is apt to occur, and components contained in the resin layer bleed to easily contaminate peripheral members such as a photoreceptor.
【００１８】具体的な表面層の素材としては、トナーの
粘着を抑える観点からは、熱可塑性エラストマーや熱硬
化性エラストマーが好ましい。また、表面層の主成分と
しては、トナーをマイナス帯電させるための摩擦帯電列
や吸水率、耐摩耗性の観点からは、ポリカーボネートウ
レタンなどが好ましい。熱可塑性エラストマーの場合、
特にそのガラス転移点での温度（Ｔｇ）が−３０℃以
上、熱硬化性エラストマーの場合、特にＴｇが−４０℃
以上のものが好ましい。As a specific material for the surface layer, a thermoplastic elastomer or a thermosetting elastomer is preferable from the viewpoint of suppressing the adhesion of the toner. In addition, as a main component of the surface layer, polycarbonate urethane or the like is preferable from the viewpoints of a triboelectric series for negatively charging the toner, a water absorption rate, and abrasion resistance. For thermoplastic elastomers,
In particular, the temperature (Tg) at the glass transition point is −30 ° C. or more, and particularly in the case of a thermosetting elastomer, the Tg is −40 ° C.
The above are preferred.
【００１９】前記ポリカーボネートウレタンは、ポリカ
ーボネートとポリイソシアネートとの反応によって得ら
れる化合物である。ポリカーボネートウレタンは、多価
アルコールとホスゲン、クロル蟻酸エステル、ジアルキ
ルカーボネートまたはジアリルカーボネートとの縮合に
よって得られる公知の材料である。ポリカーボネートポ
リオールの好ましいものとしては、１，６−ヘキサンジ
オール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオ
ール、１，５−ペンタンジオールなどを使用したもので
あり、数平均分子量（Ｍｎ）は約３００〜１５，０００
が望ましい。ポリカーボネートポリオールは、単独で使
用することが好ましいが、ポリエステルポリオール、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステル−ポリエーテルポ
リオールと併用することも可能である。The above-mentioned polycarbonate urethane is a compound obtained by reacting a polycarbonate with a polyisocyanate. Polycarbonate urethane is a known material obtained by condensation of a polyhydric alcohol with phosgene, chloroformate, dialkyl carbonate or diallyl carbonate. Preferred examples of the polycarbonate polyol include those using 1,6-hexanediol, 1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, and the like. The number average molecular weight (Mn) is About 300-15,000
Is desirable. The polycarbonate polyol is preferably used alone, but can be used in combination with a polyester polyol, a polyether polyol, or a polyester-polyether polyol.
【００２０】また、ポリカーボネートと反応させるポリ
イソシアネートは、トリレンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）、４，４’−ジオフェニルメタンジイソシアネート
（ＭＤＩ）、キシレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、ヘ
キサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、水添ＭＤ
Ｉ、水添ＴＤＩ、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤ
Ｉ）などの公知のものが使用される。入手のし易さ、コ
スト、特性などのバランスからは、水添ＭＤＩ、ＩＰＤ
Ｉが好ましい。The polyisocyanate to be reacted with the polycarbonate is tolylene diisocyanate (TD)
I), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), xylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), hydrogenated MD
I, hydrogenated TDI, isophorone diisocyanate (IPD
Known materials such as I) are used. Considering the balance of availability, cost, characteristics, etc., hydrogenated MDI, IPD
I is preferred.
【００２１】以下、本発明に係る導電性弾性層の構造に
ついて説明する。Hereinafter, the structure of the conductive elastic layer according to the present invention will be described.
【００２２】ＪＩＳ Ａ 硬度が３０°以下の導電性弾
性層の素材としてはウレタンゴムやシリコーンゴムなど
が好ましく、特に以下に説明する硬化性組成物の反応物
が、柔軟な構造をもつとともに、オキシアルキレン単位
を含む場合には硬化前に低粘度であるため扱いやすく、
飽和炭化水素単位を含む場合には低吸水率となり高湿度
環境下でもローラ抵抗の変化が少ないという点で好まし
い。Urethane rubber or silicone rubber is preferred as the material of the conductive elastic layer having a JIS A hardness of 30 ° or less. In particular, a reactant of the curable composition described below has a flexible structure, When containing an alkylene unit, it is easy to handle because of low viscosity before curing,
It is preferable to use a saturated hydrocarbon unit in that the water absorption is low and the change in roller resistance is small even in a high humidity environment.
【００２３】特に導電性弾性層として、（Ａ）分子中に
少なくとも１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する
繰り返し単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭
化水素系単位からなる重合体と、（Ｂ）分子中に少なく
とも２個のヒドロシリル基を含む硬化剤と、（Ｃ）ヒド
ロシリル化触媒と、（Ｄ）導電性付与剤と、を主成分と
する硬化性組成物の反応物を用いることが好ましい。In particular, as the conductive elastic layer, (A) a polymer containing at least one alkenyl group in the molecule, wherein the repeating unit constituting the main chain is mainly composed of an oxyalkylene unit or a saturated hydrocarbon unit; Using a reaction product of a curable composition containing (B) a curing agent containing at least two hydrosilyl groups in a molecule, (C) a hydrosilylation catalyst, and (D) a conductivity-imparting agent as main components. Is preferred.
【００２４】この硬化性組成物における（Ａ）成分の重
合体は（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応して硬化する成
分であり、分子中に少なくとも１個のアルケニル基を有
するため、ヒドロシリル化反応が起こって高分子状にな
り硬化する。（Ａ）成分に含まれるアルケニル基の数
は、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応するという点から
は少なくとも１個必要であるが、ゴム弾性の点からは、
直鎖状分子の場合は、分子の両末端に２個のアルケニル
基が存在し、分岐のある分子の場合には、分子末端に２
個以上のアルケニル基が存在することが好ましい。
（Ａ）成分の主鎖を構成する主な繰り返し単位は、オキ
シアルキレン単位または飽和炭化水素単位である。The polymer of the component (A) in the curable composition is a component which is cured by a hydrosilylation reaction with the component (B), and has at least one alkenyl group in the molecule. It occurs and becomes polymer and hardens. The number of alkenyl groups contained in the component (A) is required to be at least one from the viewpoint of hydrosilylation reaction with the component (B), but from the viewpoint of rubber elasticity,
In the case of a linear molecule, two alkenyl groups are present at both ends of the molecule. In the case of a branched molecule, two alkenyl groups are present at the molecular terminal.
Preferably, there are at least two alkenyl groups.
The main repeating unit constituting the main chain of the component (A) is an oxyalkylene unit or a saturated hydrocarbon unit.
【００２５】主鎖を構成する主な繰り返し単位がオキシ
アルキレン単位からなる重合体の場合、少量の導電性付
与剤を添加するだけで体積抵抗が１０8 Ωｃｍ〜１０9
Ωｃｍとなるため好ましい。また、硬化物の低硬度化の
観点からも、前記繰り返し単位がオキシアルキレン単位
であるオキシアルキレン系重合体、さらには、前記繰り
返し単位がオキシプロピレン単位であるオキシプロピレ
ン系重合体が好ましい。In the case of a polymer in which the main repeating unit constituting the main chain is an oxyalkylene unit, the volume resistance is 10 8 Ωcm to 10 9 by adding a small amount of a conductivity-imparting agent.
Ωcm is preferable. Further, from the viewpoint of lowering the hardness of the cured product, an oxyalkylene-based polymer in which the repeating unit is an oxyalkylene unit, and more preferably an oxypropylene-based polymer in which the repeating unit is an oxypropylene unit.
【００２６】ここで、前記オキシアルキレン系重合体と
は、主鎖を構成する単位のうち３０％以上、好ましくは
５０％以上がオキシアルキレン単位からなる重合体をい
い、オキシアルキレン単位以外に含有される単位として
は、重合体製造時の出発物質として使用される、活性水
素を２個以上有する化合物、例えば、エチレングリコー
ル、ビスフェノール系化合物、グリセリン、トリメチロ
ールプロパン、ペンタエリスリトールなどからの単位が
挙げられる。なお、オキシプロピレン系重合体の場合に
は、エチレンオキシド、ブチレンオキシドなどからなる
単位との共重合体（グラフト共重合体を含む）であって
もよい。Here, the oxyalkylene-based polymer is a polymer in which 30% or more, preferably 50% or more, of the units constituting the main chain are composed of oxyalkylene units. Examples of the unit include compounds derived from compounds having two or more active hydrogens, such as ethylene glycol, bisphenol compounds, glycerin, trimethylolpropane, and pentaerythritol, which are used as starting materials in the production of polymers. . In the case of an oxypropylene-based polymer, a copolymer (including a graft copolymer) with a unit composed of ethylene oxide, butylene oxide, or the like may be used.
【００２７】上記のような（Ａ）成分のオキシアルキレ
ン系重合体の分子量としては、反応性および低硬度化の
バランスをよくする観点から、数平均分子量（Ｍｎ）
で、５００〜５０，０００、さらには１，０００〜４
０，０００であることが好ましい。特に、数平均分子量
５，０００以上のもの、さらには５，０００〜４０，０
００であるものが好ましい。数平均分子量が５００未満
の場合、この硬化性組成物を硬化させた場合に、充分な
機械的強度（ゴム硬度、伸び率）などが得られにくくな
る。一方、数平均分子量があまりに大きくなりすぎる
と、分子中に含まれるアルケニル基１個当たりの分子量
が大きくなったり、立体障害で反応性が落ちたりするた
め、硬化が不十分になることが多く、また、粘度が高く
なりすぎて加工性が悪くなる傾向にある。The molecular weight of the oxyalkylene polymer of the component (A) is preferably a number average molecular weight (Mn) from the viewpoint of improving the balance between reactivity and low hardness.
And 500 to 50,000, and even 1,000 to 4
Preferably it is 000. In particular, those having a number average molecular weight of 5,000 or more, and more preferably 5,000 to 40,0
00 is preferred. When the number average molecular weight is less than 500, when the curable composition is cured, it is difficult to obtain sufficient mechanical strength (rubber hardness, elongation). On the other hand, if the number average molecular weight is too large, the molecular weight per alkenyl group contained in the molecule will be large, or the reactivity will decrease due to steric hindrance. Further, the viscosity tends to be too high and the processability tends to be poor.
【００２８】前記オキシアルキレン系重合体が有するア
ルケニル基に特に制限はないが、下記一般式（１）、The alkenyl group contained in the oxyalkylene polymer is not particularly limited, but may be represented by the following general formula (1):
【００２９】Ｈ2 Ｃ＝Ｃ（Ｒ1 ）− （１） （式中、Ｒ1 は水素原子またはメチル基）H 2 C ＝ C (R 1 )-(1) (wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group)
【００３０】で示されるアルケニル基が、硬化性に優れ
る点で好ましい。The alkenyl group represented by the following formula (1) is preferred in terms of excellent curability.
【００３１】また、この硬化性組成物の特徴の１つは、
低硬度化に設定しやすいことであり、この特徴を発揮さ
せるにはアルケニル基の数は分子末端に２個以上が好ま
しく、（Ａ）成分の分子量に比してアルケニル基の数が
多くなりすぎると剛直になり、良好なゴム弾性が得れに
くくなる。One of the characteristics of the curable composition is that
In order to exhibit this characteristic, the number of alkenyl groups is preferably 2 or more at the molecular terminal, and the number of alkenyl groups becomes too large compared to the molecular weight of component (A). And it becomes difficult to obtain good rubber elasticity.
【００３２】また、（Ａ）成分が、主鎖を構成する主な
繰り返し単位が飽和炭化水素単位である重合体の場合
は、低吸水率であり、電気抵抗の環境変動が小さく好ま
しい。この重合体の場合も、前記オキシアルキレン系重
合体の場合と同様に、（Ｂ）成分とヒドロシリル化反応
して硬化する成分であり、分子中に少なくとも１個のア
ルケニル基を有するため、ヒドロシリル化反応が起こっ
て高分子状になり硬化するものであり、（Ａ）成分に含
まれるアルケニル基の数は、（Ｂ）成分とヒドロシリル
化反応するという点から少なくとも１個必要であるが、
ゴム弾性の点からは、直鎖状分子の場合は、分子の両末
端に２個存在することが好ましく、分岐を有する分子の
場合には、分子末端に２個以上存在することが好まし
い。In the case where the component (A) is a polymer in which the main repeating unit constituting the main chain is a saturated hydrocarbon unit, it has a low water absorption rate and is preferable because the environmental fluctuation of electric resistance is small. This polymer is also a component which is cured by a hydrosilylation reaction with the component (B), as in the case of the oxyalkylene polymer, and has at least one alkenyl group in the molecule. The component (A) is required to have at least one alkenyl group from the viewpoint of a hydrosilylation reaction with the component (B).
From the viewpoint of rubber elasticity, in the case of a linear molecule, two molecules are preferably present at both ends of the molecule, and in the case of a molecule having a branch, two or more molecules are preferably present at the molecular terminal.
【００３３】前記主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽
和炭化水素単位である重合体の代表的な例としては、イ
ソブチレン系重合体、水添イソプレン系重合体、水添ブ
タジエン系重合体が挙げられる。これら重合体は、共重
合体などの他成分の繰り返し単位を含むものであっても
かまわないが、少なくとも飽和炭化水素単位を５０％以
上、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上
含有することが、飽和炭化水素系の、吸水率が低いとい
う特徴を損なわないようにするうえで重要である。Representative examples of the polymer in which the main repeating unit constituting the main chain is a saturated hydrocarbon unit include an isobutylene-based polymer, a hydrogenated isoprene-based polymer, and a hydrogenated butadiene-based polymer. Can be These polymers may contain a repeating unit of another component such as a copolymer, but contain at least 50% or more, preferably 70% or more, more preferably 90% or more of a saturated hydrocarbon unit. This is important so as not to impair the low water absorption characteristic of the saturated hydrocarbon system.
【００３４】この主鎖を構成する主な繰り返し単位が飽
和炭化水素単位である（Ａ）成分の重合体の分子量とし
ては、取り扱いやすさなどの点から、数平均分子量（Ｍ
ｎ）で５００〜５０，０００程度、さらには１，０００
〜１５，０００程度であって、常温において液状物で流
動性を有するものが加工性の点で好ましい。The molecular weight of the polymer of the component (A) in which the main repeating unit constituting the main chain is a saturated hydrocarbon unit may be a number average molecular weight (M
n) about 500 to 50,000, and even 1,000
~ 15,000, and a liquid material having fluidity at room temperature is preferable from the viewpoint of processability.
【００３５】この飽和炭化水素系重合体に導入されるア
ルケニル基については、前記オキシアルキレン系重合体
の場合と同様である。The alkenyl group introduced into the saturated hydrocarbon polymer is the same as in the case of the oxyalkylene polymer.
【００３６】したがって、（Ａ）成分としての、分子中
に少なくとも１個のアルケニル基を有し、主鎖を構成す
る主な繰り返し単位が飽和炭化水素系である重合体の好
ましい具体例としては、両端末にアルケニル基を２個有
する直鎖状の数平均分子量（Ｍｎ）が２，０００〜１
５，０００でＭｗ（重量平均分子量）／Ｍｎが１．１〜
１．２のポリイソブチレン系、水添ポリブタジエン系、
水添ポリイソプレン系重合体などが挙げられる。Accordingly, preferred specific examples of the polymer having at least one alkenyl group in the molecule and the main repeating unit constituting the main chain being a saturated hydrocarbon, as component (A), include: A linear number average molecular weight (Mn) having two alkenyl groups at both terminals is from 2,000 to 1
At 5,000, Mw (weight average molecular weight) / Mn is 1.1 to
1.2 polyisobutylene-based, hydrogenated polybutadiene-based,
A hydrogenated polyisoprene-based polymer and the like can be mentioned.
【００３７】また、硬化性組成物中の（Ｂ）成分は、分
子中に少なくとも２個のヒドロシリル基を有する化合物
である限り特に制限はないが、分子中に含まれるヒドロ
シリル基の数が多すぎると硬化後も多量のヒドロシリル
基が硬化物中に残存しやすくなり、ボイドやクラックの
原因になるため、分子中に含まれるヒドロシリル基の数
は５０個以下がよい。さらには２〜３０個、より好まし
くは２〜２０個であることが、硬化物のゴム弾性のコン
トロールや貯蔵安定性の点から好ましく、さらに、硬化
時の発泡を容易に防ぐ点では、２０個以下、ヒドロシリ
ル基が失活しても硬化不良が発生しにくい点では３個が
好ましく、最も好ましい範囲は３〜２０個である。The component (B) in the curable composition is not particularly limited as long as it is a compound having at least two hydrosilyl groups in the molecule, but the number of hydrosilyl groups contained in the molecule is too large. After curing, a large amount of hydrosilyl groups easily remain in the cured product and cause voids and cracks. Therefore, the number of hydrosilyl groups contained in the molecule is preferably 50 or less. Further, the number is preferably 2 to 30, more preferably 2 to 20, from the viewpoint of control of rubber elasticity and storage stability of the cured product. Further, in order to easily prevent foaming during curing, 20 In the following, from the viewpoint that curing failure does not easily occur even when the hydrosilyl group is deactivated, three are preferable, and the most preferable range is 3 to 20.
【００３８】なお、本発明では、前記ヒドロシリル基を
１個有するとは、Ｓｉに結合するＨを１個有することを
いい、ＳｉＨ2 の場合にはヒドロシリル基を２個有する
ことになるが、Ｓｉに結合するＨは異なるＳｉに結合す
る方が硬化性がよく、ゴム弾性の点からも好ましい。In the present invention, having one hydrosilyl group means having one H bonded to Si. In the case of SiH 2 , it means having two hydrosilyl groups. It is preferable that H bonded to Si is bonded to different Si because of good curability and rubber elasticity.
【００３９】（Ｂ）成分の分子量は、後述する導電性付
与剤（（Ｄ）成分）を添加する場合の分散性やローラー
加工性などの点から数平均分子量（Ｍｎ）で３０，００
０以上であるのが好ましく、さらには２０，０００以
下、特には１５，０００以下が好ましい。（Ａ）成分と
の反応性や相溶性まで考慮すると３００〜１０，０００
が好ましい。The molecular weight of the component (B) is 30,000 as the number average molecular weight (Mn) from the viewpoint of dispersibility and roller workability when a conductivity imparting agent (component (D)) described below is added.
It is preferably 0 or more, more preferably 20,000 or less, and particularly preferably 15,000 or less. Considering the reactivity and compatibility with the component (A), 300 to 10,000
Is preferred.
【００４０】この（Ｂ）成分に関しては、（Ａ）成分の
凝集力が（Ｂ）成分の凝集力に比べて大きいために、相
溶性の点ではフェニル基含有変性が重要であり、（Ａ）
成分との相溶性、入手のし易さの点でスチレン変性体な
どが好ましく、貯蔵安定性の点からα−メチルスチレン
変性体が好ましい。Regarding the component (B), since the cohesive force of the component (A) is greater than the cohesive force of the component (B), modification with a phenyl group is important in terms of compatibility.
Modified styrene is preferred from the viewpoint of compatibility with the components and availability, and modified α-methylstyrene is preferred from the viewpoint of storage stability.
【００４１】（Ｃ）成分であるヒドロシリル化触媒とし
ては、ヒドロシリル化触媒として使用しうるものである
限り特に制限はない。白金単体、アルミナなどの単体に
固体白金を担持させたもの、塩化白金酸（アルコールな
どの錯体も含む）、白金の各種錯体、ロジウム、ルテニ
ウム、鉄、アルミニウム、チタンなどの金属の塩化物な
どが挙げられる。これらの中でも、触媒活性の点から塩
化白金酸、白金−オレフイン錯体、白金−ビニルシロキ
サン錯体が望ましい。これらの触媒は単独で使用しても
よく、また２種以上併用してもよい。The hydrosilylation catalyst as the component (C) is not particularly limited as long as it can be used as a hydrosilylation catalyst. Platinum simple substance, solid platinum supported on simple substance such as alumina, chloroplatinic acid (including complex such as alcohol), various complexes of platinum, chloride of metal such as rhodium, ruthenium, iron, aluminum, titanium, etc. No. Among these, chloroplatinic acid, a platinum-olefin complex, and a platinum-vinylsiloxane complex are preferable from the viewpoint of catalytic activity. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
【００４２】以上のような硬化性組成物中の（Ａ）成分
および（Ｂ）成分の使用割合は、（Ａ）成分中のアルケ
ニル基１モル当たり（Ｂ）成分中のヒドロシリル基が
０．２〜５．０モル、さらには０．４〜２．５モルがゴ
ム弾性の点から好ましい。The proportion of the components (A) and (B) used in the curable composition as described above is such that the amount of the hydrosilyl group in the component (B) is 0.2 per mole of the alkenyl group in the component (A). -5.0 mol, more preferably 0.4-2.5 mol, from the viewpoint of rubber elasticity.
【００４３】また、（Ｃ）成分の使用量としては、
（Ａ）成分中のアルケニル基１モルに対して１０-1〜１
０-8モル、さらには１０-1〜１０-6モル、特には１０-3
〜１０-6モルの範囲で用いるのが好ましい。（Ｃ）成分
の使用量が１０-8モルに満たないと反応が進行しない。
その一方で、ヒドロシリル化触媒は、一般に高価で、ま
た腐食性を有し、しかも水素ガスが大量に発生して硬化
物が発泡してしまう性質を有しているので、１０-1モル
を超えて用いない方が好ましい。The amount of component (C) used is as follows:
(A) 10 -1 to 1 based on 1 mol of the alkenyl group in the component.
0 -8 mol, more preferably 10 -1 to 10 -6 mol, especially 10 -3 mol
It is preferably used in the range of from 10 to 6 mol. If the amount of the component (C) is less than 10 -8 mol, the reaction does not proceed.
On the other hand, hydrosilylation catalysts are generally expensive and have a corrosive, and since the cured product hydrogen gas generate a large amount has a property that results in foaming greater than 10 -1 mol It is preferable not to use them.
【００４４】さらに、上記のような硬化性組成物に、
（Ｄ）成分として導電性付与剤を添加して導電性組成物
とすれば、現像ローラとして好適である。この（Ｄ）成
分の導電性付与剤としては、カーボンブラックや、金属
微粉末、さらには第４級アンモニウム塩基、カルボン酸
基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基
などを有する有機化合物もしくは重合体、エーテルエス
テルアミド、もしくはエーテルイミド重合体、エチレン
オキサイド−エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリ
エチレングリコールアクリレートなどで代表される導電
性ユニットを有する化合物、または高分子化合物などの
帯電防止剤などの、導電性を付与できる化合物などが挙
げられる。これらの導電性付与剤は、単独で使用して
も、また、２種以上を併用しても構わない。Further, the curable composition as described above has
If a conductive composition is obtained by adding a conductivity-imparting agent as the component (D), it is suitable as a developing roller. Examples of the conductivity-imparting agent of the component (D) include carbon black, metal fine powder, and organic compounds having a quaternary ammonium base, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a sulfate group, a phosphate group, and the like. Or a polymer, an ether ester amide, or an ether imide polymer, an ethylene oxide-epihalohydrin copolymer, a compound having a conductive unit represented by methoxypolyethylene glycol acrylate, or an antistatic agent such as a polymer compound, Examples of the compound include a compound that can impart conductivity. These conductivity imparting agents may be used alone or in combination of two or more.
【００４５】（Ｄ）成分である導電性付与剤の添加量
は、（Ａ）〜（Ｃ）成分の合計量に対して３０重量％以
下とすることが、ゴム硬度を上げない点から好ましい。
一方、均一な抵抗を得る点からは１０重量％以上が好ま
しく、必要なゴム硬度と、硬化物の体積抵抗率が１０3
〜１０10Ωｃｍとなるように、その物性バランスから添
加量を決めればよい。It is preferable that the added amount of the conductivity-imparting agent as the component (D) is not more than 30% by weight based on the total amount of the components (A) to (C) from the viewpoint of not increasing the rubber hardness.
On the other hand, from the viewpoint of obtaining a uniform resistance, the content is preferably 10% by weight or more. The required rubber hardness and the volume resistivity of the cured product are 10 3
The amount of addition may be determined from the balance of the physical properties so as to be 〜１０10 10 Ωcm.
【００４６】さらに、上記硬化性組成物には、上記
（Ａ）〜（Ｄ）成分の他、貯蔵安定性改良剤、たとえ
ば、脂肪族不飽和結合を有する化合物、有機リン化合
物、有機硫黄化合物、チッ素含有化合物、スズ系化合
物、有機過酸化物などを加えてもよい。その具体例とし
ては、たとえば、ベンゾチアゾール、チアゾール、ジメ
チルマレート、ジメチルアセチレンカルボキシレート、
２−ペンテンニトリル、２，３−ジクロロプロペン、キ
ノリンなどが挙げられるが、これらに限定されるわけで
はない。これらの中では、ポットライフおよび速硬化性
の両立という点から、チアゾール、ジメチルマレートが
特に好ましい。なお、前記貯蔵安定性改良剤は、単独で
用いてもよく、また、２種以上併用してもよい。Further, in addition to the components (A) to (D), a storage stability improver such as a compound having an aliphatic unsaturated bond, an organic phosphorus compound, an organic sulfur compound, A nitrogen-containing compound, a tin-based compound, an organic peroxide, or the like may be added. Specific examples thereof include, for example, benzothiazole, thiazole, dimethylmalate, dimethylacetylenecarboxylate,
Examples include, but are not limited to, 2-pentenenitrile, 2,3-dichloropropene, quinoline, and the like. Among these, thiazole and dimethyl malate are particularly preferred from the viewpoint of achieving both pot life and rapid curing properties. The storage stability improvers may be used alone or in combination of two or more.
【００４７】また、上記硬化性組成物には、加工性やコ
ストを改善するための充填剤、保存安定剤、可塑剤、紫
外線吸収剤、滑剤、顔料などを添加してもよい。Further, a filler, a storage stabilizer, a plasticizer, an ultraviolet absorber, a lubricant, a pigment, and the like for improving processability and cost may be added to the curable composition.
【００４８】導電性弾性層は、上記した硬化性組成物、
ウレタンゴム、シリコーンゴムなどの弾性材料を、たと
えば、中心にＳＵＳ製やアルミニウム合金製などの導電
性シャフトなどを設置した金型に注型、射出成形、押出
成形などをし、適当な温度、時間で加熱硬化させること
によって、前記導電性シャフトの周りにゴム層を形成し
ても得られる。この場合、半硬化後、後硬化させてもよ
い。本発明に係る現像ローラは、この導電性弾性層の周
りに、表面層を構成する樹脂をディッピング、スプレー
噴霧、ロールコートまたは刷毛塗りなどで所定の厚みに
塗布し、所定の温度で乾燥させ硬化させることにより得
られる。The conductive elastic layer comprises the above-mentioned curable composition,
An elastic material such as urethane rubber or silicone rubber is cast into a mold having a conductive shaft made of SUS or aluminum alloy at the center, for example, cast, injection-molded, extruded, etc. at an appropriate temperature and time. It can be obtained by forming a rubber layer around the conductive shaft by heat-curing with. In this case, post-curing may be performed after semi-curing. The developing roller according to the present invention is obtained by applying a resin constituting a surface layer to a predetermined thickness around the conductive elastic layer by dipping, spraying, roll coating or brush coating, drying at a predetermined temperature and curing. To be obtained.
【００４９】以上、実施例として現像ローラを中心に説
明したが、本発明は現像ローラに限るものではなく、帯
電ローラや転写ローラなどにも適用できる。Although the embodiment has been described with reference to the developing roller, the present invention is not limited to the developing roller but can be applied to a charging roller, a transfer roller, and the like.
【００５０】[0050]
【実施例】以下、本発明に係る現像ローラの具体的な実
施例１〜７と、比較例１，２とを詳細に説明した後に、
これら実施例と比較例との違いを説明する。EXAMPLES Hereinafter, specific examples 1 to 7 of the developing roller according to the present invention and comparative examples 1 and 2 will be described in detail.
The difference between these examples and comparative examples will be described.
【００５１】実施例１〜７と比較例１，２に係る現像ロ
ーラは、直径１０ｍｍのＳＵＳ製シャフトの周りに弾性
層を設け、この弾性層の外周に表面層を被覆して構成さ
れるものである。以下に、この導電性弾性層と表面層の
具体的な構成について述べる。The developing rollers according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 and 2 have a structure in which an elastic layer is provided around a SUS shaft having a diameter of 10 mm, and the outer periphery of the elastic layer is covered with a surface layer. It is. Hereinafter, specific configurations of the conductive elastic layer and the surface layer will be described.
【００５２】導電性弾性層は、以下に示す弾性層１〜５
の何れかを用いる。The conductive elastic layer includes elastic layers 1 to 5 shown below.
Is used.
【００５３】（弾性層１） （Ａ−１）数平均分子量Ｍｎが８，０００、分子量分布
が２の末端アリル化オキシプロピレン系重合体：１００
重量部に対して、（Ｂ−１）ポリシロキサン系硬化物
（ＳｉＨ価０．３６モル／１００ｇ）：６．６重量部、
（Ｃ）塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶
液：０．０６重量部、（Ｄ）カーボンブラック３０３０
Ｂ（三菱化学社製）：７重量部を混合し、減圧（１０ｍ
ｍＨｇ以下で１２０分間）脱泡して得られた組成物を前
記シャフトの周りに被覆し、金型内１２０℃の環境下で
３０分間静置して硬化させ、厚さ約７．５ｍｍの弾性層
１を作製した。ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ 法に準じて
測定した弾性層１のみのＪＩＳ Ａ 硬度は１５°であ
った。(Elastic Layer 1) (A-1) Allyl-terminated oxypropylene-based polymer having a number average molecular weight Mn of 8,000 and a molecular weight distribution of 2: 100
(B-1) polysiloxane-based cured product (SiH value 0.36 mol / 100 g): 6.6 parts by weight,
(C) 10% isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid: 0.06 parts by weight, (D) carbon black 3030
B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 7 parts by weight were mixed, and the pressure was reduced (10 m
The composition obtained by defoaming is applied to the periphery of the shaft and left to cure in a mold at 120 ° C. for 30 minutes in an environment of 120 ° C. to give an elastic layer having a thickness of about 7.5 mm. Layer 1 was prepared. The JIS A hardness of only the elastic layer 1 measured according to JIS K6301A method was 15 °.
【００５４】（弾性層２）前記弾性層１の作製方法にお
いて、（Ｄ）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社
製）の配合量を５．５重量部とする他は、弾性層１と同
様に弾性層２が作製される。ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ
法に準じて測定した弾性層１のみのＪＩＳ Ａ 硬度
は１５°であった。(Elastic Layer 2) In the same method as the elastic layer 1, except that the blending amount of (D) carbon black 3030B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is 5.5 parts by weight in the method for producing the elastic layer 1, Layer 2 is produced. JIS K 6301 A
The JIS A hardness of only the elastic layer 1 measured according to the method was 15 °.
【００５５】（弾性層３）前記弾性層１の作製方法にお
いて、（Ｄ）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱化学社
製）の配合量を４重量部とする他は、弾性層１と同様に
弾性層３が作製される。ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ 法
に準じて測定した弾性層１のみのＪＩＳＡ 硬度は１５
°であった。(Elastic Layer 3) The elastic layer 3 was prepared in the same manner as the elastic layer 1 except that the amount of the carbon black 3030B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was changed to 4 parts by weight in the method for producing the elastic layer 1. Is produced. The JIS hardness of only the elastic layer 1 measured according to JIS K6301A method is 15
°.
【００５６】（弾性層４） （Ａ−２）数平均分子量Ｍｎが９，０００、末端にビニ
ル基を２個有するポリイソブチレン重合体：１００重量
部に対して、（Ｂ−２）ポリシロキサン系硬化剤（Ｓｉ
Ｈ価０．９７モル／１００ｇ）：２．７重量部、（Ｃ）
塩化白金酸の１０％イソプロピルアルコール溶液：０．
０６重量部、（Ｄ）カーボンブラック３０３０Ｂ（三菱
化学社製）：６重量部、（Ｅ）可塑剤ＰＳ−３２（出光
興産社製）：７５重量部、を混合し、減圧（１０ｍｍＨ
ｇ以下で１２０分間）脱泡して得られた組成物を前記シ
ャフトの周りに被覆し、金型内１２０℃の環境下で３０
分間静置して硬化させ、厚さ約７．５ｍｍの弾性層４を
作製した。ＪＩＳ Ｋ ６３０１ Ａ 法に準じて測定
した弾性層４のみのＪＩＳ Ａ 硬度は１７°であっ
た。(Elastic Layer 4) (A-2) A polyisobutylene polymer having a number average molecular weight Mn of 9,000 and two vinyl groups at a terminal: 100 parts by weight of (B-2) a polysiloxane-based polymer Curing agent (Si
H value 0.97 mol / 100 g): 2.7 parts by weight, (C)
10% isopropyl alcohol solution of chloroplatinic acid: 0.
06 parts by weight, (D) carbon black 3030B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation): 6 parts by weight, and (E) plasticizer PS-32 (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.): 75 parts by weight.
g or less for 120 minutes). The composition obtained by defoaming is coated around the shaft, and placed in a mold at 120 ° C. for 30 minutes.
It was allowed to stand for 5 minutes to cure, thereby producing an elastic layer 4 having a thickness of about 7.5 mm. The JIS A hardness of only the elastic layer 4 measured according to JIS K6301A method was 17 °.
【００５７】（弾性層５）ケミガムＮ６８３Ｂ（グッド
イヤー社製のＮＢＲ（ブタジエンアクリロニトリルゴ
ム））の１００重量部に対して、カーボンブラック３０
３０Ｂ（三菱化学社製）を６重量部配合した組成物を用
いて、射出成型法により前記シャフトの周りに厚さ約
７．５ｍｍの弾性層５を設けた。ＪＩＳ Ｋ ６３０１
Ａ 法に準じて測定した弾性層５のみのＪＩＳ Ａ
硬度は７８°であった。(Elastic Layer 5) 100 parts by weight of Chemi-Gum N683B (NBR (butadiene acrylonitrile rubber) manufactured by Goodyear Co.) was added to carbon black 30
An elastic layer 5 having a thickness of about 7.5 mm was provided around the shaft by injection molding using a composition containing 6 parts by weight of 30B (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation). JIS K6301
JIS A of only elastic layer 5 measured according to A method
The hardness was 78 °.
【００５８】このような弾性層１〜５のＪＩＳ Ａ 硬
度と表面層被覆前のローラ抵抗値とを表１に示す。Table 1 shows the JIS A hardness of the elastic layers 1 to 5 and the roller resistance before coating the surface layer.
【００５９】[0059]
【表１】 [Table 1]
【００６０】次に、導電性弾性層の外周に被覆される表
面層には、以下に示す表面層１〜５の何れかを用いる。Next, any one of the following surface layers 1 to 5 is used as a surface layer covering the outer periphery of the conductive elastic layer.
【００６１】（表面層１）Ｅ−９８０（日本ミラクトラ
ン社製のポリカーボネートウレタン）を、ＤＭＦ（Ｎ，
Ｎ−ジメチルホルムアミド）：ＭＥＫ（メチルエチルケ
トン）＝１：１の混合溶媒で６％に希釈して得た表面層
溶液を導電性弾性層の周りにディッピングし、８０℃で
１時間乾燥させて表面層１を形成した。この表面層１の
伸び率は５１０％であった。(Surface layer 1) E-980 (polycarbonate urethane manufactured by Nippon Miractran Co.) was converted to DMF (N,
N-dimethylformamide): A surface layer solution obtained by diluting to 6% with a mixed solvent of MEK (methyl ethyl ketone) = 1: 1 was dipped around the conductive elastic layer, dried at 80 ° C. for 1 hour, and dried at 80 ° C. for 1 hour. 1 was formed. The elongation percentage of this surface layer 1 was 510%.
【００６２】（表面層２）レザミンＭＥ−８２２０ＬＰ
（大日精化社製のポリカーボネートウレタン）を、ＤＭ
Ｆ（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）：ＭＥＫ（メチル
エチルケトン）＝１：１の混合溶媒で６％に希釈して得
た表面層溶液を導電性弾性層の周りにディッピングし、
８０℃で１時間乾燥させて表面層２を形成した。この表
面層２の伸び率は４１０％であった。(Surface layer 2) Resamine ME-8220LP
(Polyurethane urethane manufactured by Dainichi Seika) was added to DM
A surface layer solution obtained by diluting to 6% with a mixed solvent of F (N, N-dimethylformamide): MEK (methyl ethyl ketone) = 1: 1 is dipped around the conductive elastic layer,
After drying at 80 ° C. for 1 hour, a surface layer 2 was formed. The elongation percentage of this surface layer 2 was 410%.
【００６３】（表面層３）ＵＤ−８３１０ＬＰ（改）
（大日精化社製のポリエーテルウレタン）を、ＤＭＦ
（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）：ＭＥＫ（メチルエ
チルケトン）＝１：１の混合溶媒で６％に希釈して得た
表面層溶液を導電性弾性層の周りにディッピングし、８
０℃で１時間乾燥させて表面層３を形成した。この表面
層３の伸び率は４１５％であった。(Surface layer 3) UD-8310LP (revised)
(Polyether urethane manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.)
(N, N-dimethylformamide): The surface layer solution obtained by diluting to 6% with a mixed solvent of MEK (methyl ethyl ketone) = 1: 1 was dipped around the conductive elastic layer,
After drying at 0 ° C. for 1 hour, a surface layer 3 was formed. The elongation percentage of this surface layer 3 was 415%.
【００６４】（表面層４）ＥＭ−１２０（鉛市社製のナ
イロン）の固形分をメタノールで１０％に希釈して得た
表面層溶液を導電性弾性層の周りにディッピングし、８
０℃で１時間乾燥させて表面層４を形成した。この表面
層４の伸び率は３５０％であった。(Surface Layer 4) A surface layer solution obtained by diluting the solid content of EM-120 (nylon manufactured by Lead City Co., Ltd.) to 10% with methanol was dipped around the conductive elastic layer.
After drying at 0 ° C. for 1 hour, a surface layer 4 was formed. The elongation percentage of this surface layer 4 was 350%.
【００６５】（表面層５）レザミンＭＥ−３１０３ＬＰ
（大日精化社製のポリエステルウレタン）を、ＤＭＦ
（Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド）：ＭＥＫ（メチルエ
チルケトン）＝１：１の混合溶媒で６％に希釈して得た
表面層溶液を導電性弾性層の周りにディッピングし、８
０℃で１時間乾燥させて表面層５を形成した。この表面
層５の伸び率は２７０％であった。(Surface Layer 5) Resamine ME-3103LP
(Polyester urethane manufactured by Dainichi Seika Co., Ltd.)
(N, N-dimethylformamide): The surface layer solution obtained by diluting to 6% with a mixed solvent of MEK (methyl ethyl ketone) = 1: 1 was dipped around the conductive elastic layer,
After drying at 0 ° C. for 1 hour, a surface layer 5 was formed. The elongation percentage of this surface layer 5 was 270%.
【００６６】表２に示すように、弾性層１〜５と表面層
１〜５とを組合わせた現像ローラを作製し、実施例１〜
８および比較例１，２とした。なお、これら実施例の表
面層の伸び率や弾性層のＪＩＳ Ａ 硬度は、比較例と
の差異を明確にするために選択したものであって、本発
明はこれら伸び率や硬度に限定されるものではない。As shown in Table 2, a developing roller in which the elastic layers 1 to 5 and the surface layers 1 to 5 were combined was prepared.
8 and Comparative Examples 1 and 2. Note that the elongation percentage of the surface layer and the JIS A hardness of the elastic layer in these examples were selected in order to clarify the difference from the comparative example, and the present invention is limited to these elongation percentages and hardness. Not something.
【００６７】[0067]
【表２】 [Table 2]
【００６８】これら実施例および比較例を同一の現像装
置に組み込み、この現像装置をプリンターに組み込ん
で、印字テストを行った。この印字テストは、現像ロー
ラを２０℃６０％ＲＨ（相対湿度）の通常環境下と、３
５℃８５％ＲＨの高湿度環境下とに置いたとき、印字部
分を５０％とする網掛け画像を印字して、この画像を評
価したものである。この評価は、印字部分の識別の程度
について、Ａ：５０倍に拡大しても良好、Ｂ：５０倍に
拡大するとやや悪いが目視で良好、Ｃ：５０倍に拡大す
ると悪いが目視では良好、Ｄ：目視で悪い、の４段階で
行った。この評価が良い程に、トナー像に濃度ムラが生
じにくくなり、より鮮明な画像が得られると判断され
る。These examples and comparative examples were incorporated in the same developing device, and this developing device was incorporated in a printer to perform a printing test. In this print test, the developing roller was tested under a normal environment of 20 ° C. and 60% RH (relative humidity) for 3 hours.
When placed in a high humidity environment of 5 ° C. and 85% RH, a hatched image with a printed portion of 50% was printed, and this image was evaluated. This evaluation shows that the degree of discrimination of the printed portion is good even when enlarged by 50 times A: B: slightly poor when enlarged 50 times, but good visually when C: enlarged 50 times, but good when visually enlarged when 50 times enlarged. D: Poor visually. The better this evaluation is, the less likely it is for the toner image to have uneven density, and it is determined that a clearer image can be obtained.
【００６９】表２によれば、弾性層のＪＩＳ Ａ 硬度
が３０°以下であり、表面層の伸び率が３００％以上で
ある実施例１〜８の現像ローラは、Ａ〜Ｃの評価結果を
得ている。また、これら現像ローラは、通常環境下（２
０℃６０％ＲＨ）のみならず高湿度環境下（３５℃８５
％ＲＨ）でも画質が良好な状態を保っていることが分か
る。一方、表面層の伸び率が３００％以上ではあるが弾
性層のＪＩＳ Ａ 硬度が３０°よりも大きい比較例１
や、弾性層のＪＩＳ Ａ 硬度が３０°以下ではあるが
表面層の伸び率が３００％未満である比較例２の現像ロ
ーラでは、何れもその評価結果がＤである。したがっ
て、本発明に係る現像ローラは、比較例に対して、トナ
ー像に濃度ムラが生じにくくなるため高い画質を得てい
ることが分かる。According to Table 2, the developing rollers of Examples 1 to 8 in which the JIS A hardness of the elastic layer is 30 ° or less and the elongation percentage of the surface layer is 300% or more, show the evaluation results of A to C. It has gained. In addition, these developing rollers are used under normal environment (2
0 ° C 60% RH) but also in a high humidity environment (35 ° C 85
% RH), the image quality is maintained in a good state. On the other hand, Comparative Example 1 in which the elongation percentage of the surface layer is 300% or more but the JIS A hardness of the elastic layer is larger than 30 °
Also, the evaluation result of each of the developing rollers of Comparative Example 2 in which the JIS A hardness of the elastic layer is 30 ° or less but the elongation percentage of the surface layer is less than 300% is D. Therefore, it can be seen that the developing roller according to the present invention has higher image quality because the density unevenness is less likely to occur in the toner image as compared with the comparative example.
【００７０】[0070]
【発明の効果】上述の如く、本発明に係るローラによれ
ば、導電性弾性層が３０°以下のＪＩＳ Ａ 硬度を有
し、表面層たる樹脂層が３００％以上６００％以下の伸
び率を有することで、ローラの表面が感光体などに押圧
される際に、比較的硬度の低い導電性弾性層の変形に合
わせて表面層が柔軟に追従変形できるので、ローラ表面
に皺が生じない。このローラが現像ローラの場合には、
現像ローラが感光体表面によって押圧される際に、その
押圧位置の変化に合わせて、比較的硬度の低い導電性弾
性層の変形に合わせて表面層が柔軟に追従変形できるの
で、トナー像の濃度ムラが非常に少なくなり、鮮明なト
ナー像を得ることが可能となる。また、ローラが帯電ロ
ーラの場合には感光体へ一様に電荷を供給し、ローラが
転写ローラの場合には記録用紙上に鮮明な転写像を得る
ことが可能となるのである。As described above, according to the roller according to the present invention, the conductive elastic layer has a JIS A hardness of 30 ° or less, and the resin layer as the surface layer has an elongation of 300% or more and 600% or less. With this, when the surface of the roller is pressed against the photoreceptor or the like, the surface layer can flexibly follow and deform in accordance with the deformation of the conductive elastic layer having relatively low hardness, so that the roller surface does not wrinkle. When this roller is a developing roller,
When the developing roller is pressed by the surface of the photoreceptor, the surface layer can flexibly follow the deformation of the conductive elastic layer having relatively low hardness according to the change of the pressing position, so that the toner image density The unevenness is extremely reduced, and a clear toner image can be obtained. When the roller is a charging roller, the charge is uniformly supplied to the photoreceptor, and when the roller is a transfer roller, a clear transfer image can be obtained on a recording sheet.
【００７１】さらに、前記表面層の主成分としてポリカ
ーボネートウレタンを用い、さらに表面層被覆前の弾性
層のローラ抵抗値を１０4 Ω以上にした場合には、上記
した効果をより一層高めることができる。Further, when polycarbonate urethane is used as a main component of the surface layer and the roller resistance of the elastic layer before coating the surface layer is set to 10 4 Ω or more, the above-mentioned effect can be further enhanced. .
【図１】現像装置を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a developing device.
【図２】電子写真方式を採用する装置の一例を示す模式
図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of an apparatus that employs an electrophotographic method.
１ 現像ローラ ２ 導電性シャフト ３ 導電性弾性層 ４ 表面層 ５ トナー容器 ６ 非磁性トナー ７ 規制ブレード ８ トナー薄層 ９ 感光体 １０ 供給ローラ ２０ 帯電ローラ ２１ 感光体 ２２ 画像情報を含んだ光 ２３ 現像装置 ２４ トナー ２５ トナー容器 ２６ 規制ブレード ２７ 現像ローラ ２８ 供給ローラ ２９ 転写ローラ ３０ 記録用紙 ３１ 加熱ローラ ３２ 加圧ローラ ３３ 清掃器 REFERENCE SIGNS LIST 1 developing roller 2 conductive shaft 3 conductive elastic layer 4 surface layer 5 toner container 6 non-magnetic toner 7 regulating blade 8 toner thin layer 9 photoconductor 10 supply roller 20 charging roller 21 photoconductor 22 light containing image information 23 development Apparatus 24 Toner 25 Toner container 26 Regulator blade 27 Developing roller 28 Supply roller 29 Transfer roller 30 Recording paper 31 Heating roller 32 Pressure roller 33 Cleaning device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 丞 滋賀県大津市比叡辻２−１−１ 鐘淵化学 工業株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Jou Fukuda 2-1-1 Hiei Tsuji, Otsu City, Shiga Prefecture Inside Kanabuchi Chemical Industry Co., Ltd.
Claims (5)
性シャフトの周りに弾性層、該弾性層上に表面層を同心
円状に順次積層して構成されるローラにおいて、前記弾
性層が３０°以下のＪＩＳ Ａ 硬度を有するととも
に、前記表面層が３００％以上６００％以下の伸び率を
有することを特徴とする電子写真方式に用いるローラ。1. A roller having a conductive shaft disposed on a central axis, an elastic layer around the conductive shaft, and a surface layer sequentially concentrically laminated on the elastic layer, wherein the elastic layer is A roller for use in an electrophotographic method, wherein the roller has a JIS A hardness of 30 ° or less and the surface layer has an elongation of 300% or more and 600% or less.
ウレタンである請求項１記載の電子写真方式に用いるロ
ーラ。2. The roller according to claim 1, wherein a main component of the surface layer is polycarbonate urethane.
１０4 Ω以上であるとともに、表面層被覆後のローラ抵
抗値が１０4 Ω〜１０10Ωである請求項１または請求項
２記載の電子写真方式に用いるローラ。3. The roller resistance value of the elastic layer before coating the surface layer is 10 4 Ω or more, and the roller resistance value after coating the surface layer is 10 4 Ω to 10 10 Ω. A roller used in the electrophotographic system described in the above.
も１個のアルケニル基を含み、主鎖を構成する繰り返し
単位が主にオキシアルキレン単位または飽和炭化水素系
単位からなる重合体と、（Ｂ）分子中に少なくとも２個
のヒドロシリル基を含む硬化剤と、（Ｃ）ヒドロシリル
化触媒と、（Ｄ）導電性付与剤と、を主成分とする硬化
性組成物の反応物から構成される請求項１〜３の何れか
１項に記載の電子写真方式に用いるローラ。4. The polymer according to claim 1, wherein the elastic layer comprises (A) a polymer comprising at least one alkenyl group in a molecule and a repeating unit constituting a main chain mainly comprising an oxyalkylene unit or a saturated hydrocarbon unit; It comprises a reaction product of a curable composition containing (B) a curing agent containing at least two hydrosilyl groups in a molecule, (C) a hydrosilylation catalyst, and (D) a conductivity-imparting agent. A roller for use in an electrophotographic system according to claim 1.
装置に組み込まれる現像ローラである請求項１〜４の何
れか１項に記載の電子写真方式に用いるローラ。5. A roller for use in an electrophotographic system according to claim 1, wherein the roller is a developing roller incorporated in a developing device for supplying toner to an electrostatic latent image carrier.
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| KR1019997011740A KR100356916B1 (en) | 1997-07-01 | 1998-06-29 | Developing roller and developing device using the roller |
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|---|---|---|---|---|
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- 1997-12-04 JP JP33412297A patent/JP3800773B2/en not_active Expired - Lifetime
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