JP2002249627A - Elastic roller and rubber composition used for manufacturing the same - Google Patents
Elastic roller and rubber composition used for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ローラを構成する
ローラ層が発泡ゴム層を弾性体層に利用して構成されて
いる弾性ローラ、ならびに、その作製に利用される発泡
ゴム層の形成に適するゴム組成物に関し、より具体的に
は、電子写真方式を利用した複写機やプリンター、フア
クシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、電
子写真用感光体や静電記録誘電体等からなる被帯電体の
表面を帯電させる際、帯電部材として用いられる帯電ロ
ーラなど、その弾性体層を低硬度の発泡ゴム層とする構
成の弾性ローラ、ならびに、その作製に好適に利用され
る加熱下に、発泡、架橋処理を施して発泡ゴム成形体と
なるゴム組成物に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elastic roller in which a roller layer constituting a roller uses a foamed rubber layer as an elastic layer, and a foamed rubber layer used for producing the same. More specifically, with respect to a suitable rubber composition, more specifically, in an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile using an electrophotographic method, an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric is used. When charging the surface of the charged body, such as a charging roller used as a charging member, an elastic roller having a configuration in which the elastic body layer is a low-hardness foamed rubber layer, and under heating that is preferably used for its production, The present invention relates to a rubber composition which is subjected to foaming and crosslinking treatment to form a foamed rubber molded article.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真装置(複写機・光プリンター
等)・静電記録装置等の画像形成装置において、感光体
・誘電体等の像担持体面を帯電処理する手段としては、
従来は、コロナ放電装置が多く利用されている。2. Description of the Related Art In image forming apparatuses such as electrophotographic apparatuses (copiers, optical printers, etc.), electrostatic recording apparatuses, etc., means for charging the surface of an image carrier such as a photoreceptor, a dielectric, and the like include:
Conventionally, corona discharge devices have been widely used.
【0003】コロナ放電装置は、感光体等の像担持体な
ど、その被帯電体の表面を所定の電位に均一に帯電処理
する手段として有効である。しかし、コロナ放電を利用
する非接触型帯電器であり、十分なコロナ放電を発生す
るため、高価な高圧電源を必要とし、また、コロナ放電
を一定以上の面密度で維持する必要性から装置が大型に
なるという特徴がある。加えて、放電の際に、大気中に
含まれる酸素からオゾンを生成させるなどする結果、発
生したオゾン等のコロナ生成物量が多くなると、種々の
好ましくない影響を感光体表面に、場合によっては、装
置周囲の環境にお及ぼす点が問題となっている。特に
は、電子写真装置自体を更に小型化する、高速化を図る
際、コロナ放電装置自体の大きさ、あるいは、発生した
オゾン等のコロナ生成物の影響は、コロナ放電方式を利
用する限り、本質的に解決できない問題ともなってきて
いる。A corona discharge device is effective as a means for uniformly charging the surface of a member to be charged, such as an image carrier such as a photosensitive member, to a predetermined potential. However, since it is a non-contact type charger that uses corona discharge, it generates a sufficient corona discharge, requires an expensive high-voltage power supply, and requires the device to maintain the corona discharge at a certain surface density or higher. There is a feature that it becomes large. In addition, during discharge, as a result of generating ozone from oxygen contained in the atmosphere, as a result, when the amount of corona products such as ozone generated increases, various undesired effects on the surface of the photoreceptor, in some cases, There is a problem in that it affects the environment around the device. In particular, the size of the corona discharge device itself or the effects of corona products such as ozone generated when the electrophotographic device itself is further miniaturized or increased in speed are essential as long as the corona discharge method is used. Some problems cannot be solved.
【0004】このコロナ放電方式の帯電手段に代えて、
近年では、接触帯電方式のものが利用されるようになっ
ている。接触帯電方式は、電圧を印加した帯電部材を被
帯電体面に近接、または接触させて、被帯電体面を帯電
処理するものであり、コロナ放電式と比較すると、オゾ
ン等のコロナ生成物の発生は原理的には少ない。また、
帯電部の構造も被帯電体面と接触させる帯電部材を用い
るのみであり、装置の小型化が図れる、また、低コスト
化も可能となるなどの利点を有する。例えば、接触帯電
方式では、帯電部材として、金属製芯金の軸上に導電性
の弾性体層を設けた弾性ローラを使用する形態(帯電ロ
ーラ)が一般的に広く用いられている。In place of the corona discharge type charging means,
In recent years, a contact charging type has been used. The contact charging method is a method in which a charging member to which a voltage is applied is brought into close proximity to or in contact with the surface of the member to be charged to charge the surface of the member to be charged. Little in principle. Also,
The structure of the charging section also uses only a charging member that comes into contact with the surface of the member to be charged, and has advantages such as downsizing of the device and cost reduction. For example, in the contact charging method, a form (charging roller) in which an elastic roller having a conductive elastic layer provided on a metal core shaft is used as a charging member is generally widely used.
【0005】この帯電ローラにおいては、感光体を均一
に帯電させるために、ローラ軸方向(母線方向)での感
光体表面との均一な接触を確保する必要性があり、さら
には、帯電部材に直流電圧(DC)に交流電圧(AC)
を重畳した帯電バイアス電圧を印加して使用する際に
は、交流電圧(AC)成分に由来する、帯電ローラと感
光体との間の振動と、それに伴って発生する帯電音を抑
制するため、用いる導電性の弾性体層の低硬度化が望ま
れている。In this charging roller, in order to uniformly charge the photosensitive member, it is necessary to ensure uniform contact with the surface of the photosensitive member in the roller axis direction (general line direction). DC voltage (DC) to AC voltage (AC)
When using by applying a charging bias voltage on which is superimposed, in order to suppress vibration between the charging roller and the photoreceptor due to an alternating voltage (AC) component and a charging noise generated thereby, It is desired to reduce the hardness of the conductive elastic layer used.
【0006】しかしながら、低硬度の弾性ローラを用い
る場合の問題点として、長期間感光体と弾性ローラを圧
接した状態に保つと、ローラ層が永久変形をおこすこと
が指摘されている。ローラ層の永久変形は、ニップ部か
らの過剰電流の要因となり、それに伴い、異常画像を引
き起こすこともある。また、変形部分がローラー回転時
に感光体表面と不均一にしか当接できないため、帯電電
位にムラを生じ、結果として、露光ムラが起こり、画像
不良を引き起こすなどの問題も指摘されている。However, it has been pointed out that a problem when using a low-hardness elastic roller is that the roller layer is permanently deformed when the photosensitive member is kept in pressure contact with the elastic roller for a long period of time. Permanent deformation of the roller layer causes excessive current from the nip portion, which may cause an abnormal image. In addition, it has been pointed out that the deformed portion can contact the photoconductor surface only unevenly when the roller rotates, resulting in uneven charging potential, resulting in exposure unevenness and image failure.
【0007】さらには、永久変形が起こしたり、表面粗
さが大きいなど、その表面平坦性が十分でない帯電ロー
ラと感光体表面との間には、その部分に微小な隙間がで
きていまい、その状態で帯電バイアス電圧を印加する
際、隙間部分において放電が集中して発生する。接触帯
電方式では、一般に、均一な電荷注入により帯電を行っ
ているが、放電が生じた部分では、局所的に放電電流が
流れるため、その部分では、感光体表面のエッチングが
引き起こされ、感光体の寿命を短縮する。Furthermore, a minute gap may be formed between the charging roller and the surface of the photoreceptor whose surface flatness is insufficient due to permanent deformation or large surface roughness. When the charging bias voltage is applied in this state, the discharge is concentrated in the gap. In the contact charging method, charging is generally performed by uniform charge injection, but since a discharge current locally flows in a portion where discharge has occurred, etching of the surface of the photosensitive member is caused in that portion, and the photosensitive member is etched. Shorten the lifespan.
【0008】また、画像形成後、クリーニング装置で残
留トナーの除去を行うものの、感光体表面上には極微量
のトナーが残留していることも少なくない。感光体表面
に圧接して使用される間に、帯電ローラにもその残留ト
ナーの移行・付着が起こる。その表面平坦性が十分でな
いと、その結果、蓄積される付着トナー量も増し、場合
によっては、感光体の帯電不均一を発生することもあ
る。この要因による画像不良を回避するため、帯電ロー
ラには、その表面粗さが小さいことも求められている。[0008] Further, although residual toner is removed by a cleaning device after image formation, a very small amount of toner remains on the photoreceptor surface in many cases. During use while being pressed against the surface of the photoreceptor, transfer and adhesion of the residual toner also occurs on the charging roller. If the surface flatness is not sufficient, the amount of deposited toner increases, and in some cases, uneven charging of the photoconductor may occur. In order to avoid image defects due to this factor, the charging roller is also required to have a small surface roughness.
【0009】従来、表面粗さが小さく、かつ低硬度な帯
電ローラを作製する上では、発泡ゴム層において、その
表面をスキン層とすることが可能なゴム組成物として、
EPDM等の原料ゴムに、有機発泡剤と、加硫剤(架橋
剤)として硫黄を添加したゴム組成物が利用されてい
る。この未加硫のゴム組成物を、クロスヘッドを装着し
た押し出し機により、芯金を中心に円筒形に押し出し
て、芯金と押し出し成形体とを一体化する。さらに、所
望の外径の円筒形金型内部に、一体化した芯金とともに
押し出し成形体を固定し、加熱下、発泡と、架橋形成を
行って、発泡体状の架橋されたゴム成形体を得ている。
得られる発泡体状のスポンジゴムは、その表面形状は、
円筒形金型内壁面により規定され、表面にスキン層を有
するものとされている。前記構成のゴム組成物を利用し
て作製される帯電ローラは、その表面粗さは小さく、か
つ低硬度ともなるものの、長期間、感光体に弾性ローラ
を圧接した状態に保った際も、ローラ層が永久変形を起
こす事態を回避するに充分な程度に、圧縮永久歪みを小
さく抑えた発泡体状のスポンジゴムは得られていなかっ
た。Conventionally, in producing a charging roller having a small surface roughness and a low hardness, a rubber composition capable of forming a surface as a skin layer in a foamed rubber layer is used.
A rubber composition in which an organic foaming agent and sulfur as a vulcanizing agent (crosslinking agent) are added to raw rubber such as EPDM is used. The unvulcanized rubber composition is extruded into a cylindrical shape around the core by an extruder equipped with a crosshead, and the core and the extruded product are integrated. Further, the extruded body is fixed together with the integrated core metal inside the cylindrical mold having a desired outer diameter, and under heating, foaming and crosslinking are performed to form a foamed crosslinked rubber molded body. It has gained.
The foamed sponge rubber obtained has a surface shape of
It is defined by a cylindrical mold inner wall surface and has a skin layer on the surface. The charging roller manufactured using the rubber composition having the above configuration has a small surface roughness and a low hardness, but even when the elastic roller is kept in pressure contact with the photosensitive member for a long time, the roller may be used. A foam-like sponge rubber in which the compression set is kept small enough to prevent the layer from undergoing permanent deformation has not been obtained.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】弾性ローラにおいて、
低硬度で、表面粗さが小さく、同時に圧縮永久歪みも小
さい弾性層を有するローラを達成する手法として、特開
平10−202762号公報には、ウレタンゴムを使用
する手法が、また、特開平9−244348号公報に
は、シリコーンゴムを用いる手法が提案されている。な
お、帯電ローラのように導電性が必要とする弾性ローラ
に適用する際には、例えば、ウレタンゴムを使用する手
法では、ウレタンゴムなどポリマー自身が導電性を示す
原料ゴムを使用することで、導電性付与剤を用いなくと
も、所望の導電性が達成できる。しかしながら、得られ
るゴム成型体の電気抵抗は、温度・湿度などの環境依存
性が大きく、使用環境(温度・湿度)によって弾性ロー
ラの抵抗が変動してします。その結果、このような抵抗
が変動する帯電ローラを帯電部材に用いると、感光体の
帯電電位も、使用環境(温度・湿度)によって大きく変
化する事態も少なくないという問題がある。SUMMARY OF THE INVENTION In an elastic roller,
As a technique for achieving a roller having an elastic layer having a low hardness, a small surface roughness and a small compression set, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-202762 discloses a method using urethane rubber. JP-A-244348 proposes a method using silicone rubber. In addition, when applied to an elastic roller that requires conductivity such as a charging roller, for example, in the method using urethane rubber, the polymer itself such as urethane rubber uses a raw material rubber that exhibits conductivity, The desired conductivity can be achieved without using a conductivity-imparting agent. However, the electrical resistance of the obtained rubber molded product greatly depends on the environment such as temperature and humidity, and the resistance of the elastic roller fluctuates depending on the use environment (temperature and humidity). As a result, when such a charging roller having a variable resistance is used for the charging member, there is a problem that the charging potential of the photoconductor often changes greatly depending on the use environment (temperature and humidity).
【0011】また、シリコーンゴムを用いる手法を、帯
電ローラのように導電性が必要とする弾性ローラに適用
する際には、シリコーンゴム自体は導電性を示さないた
め、カーボン等の導電剤を分散させ、所望の導電性を付
与する。従って、得られるゴム成型体の電気抵抗は、温
度・湿度などの環境依存性は本質的に示さず、好適な帯
電性能を有する帯電ローラが得られる。しかしながら、
さらに低硬度化を行う際には、原料ゴムとして、より低
分子量成分の含有比率を増したシリコーンゴムを利用す
る必要があり、その際、圧接する間に、このより低分子
量な成分は液状となり、ローラ表面にしみ出し、感光体
表面に付着・汚染する場合も少なくない。その結果、汚
染された感光体を用いて作製される画像に、部分的な不
良を引き起こすという新たな問題を生じさせる。加え
て、シリコーンゴム自身は高価な材料であり、コスト面
では、より安価な材料を利用して、得られるゴム成型体
の電気抵抗における、温度・湿度などの環境依存性を同
等に低く抑えつつ、低硬度で、表面粗さが小さく、同時
に圧縮永久歪みも小さい弾性層を有するローラを達成す
る手法の提案が待たれている。When a method using silicone rubber is applied to an elastic roller requiring conductivity, such as a charging roller, since silicone rubber itself does not exhibit conductivity, a conductive agent such as carbon is dispersed. To provide the desired conductivity. Therefore, the electrical resistance of the obtained rubber molded body does not essentially show the environmental dependence such as temperature and humidity, and a charging roller having suitable charging performance can be obtained. However,
In order to further reduce the hardness, it is necessary to use a silicone rubber having a higher content ratio of a lower molecular weight component as a raw rubber, and at this time, during the pressing, the lower molecular weight component becomes a liquid. In many cases, the toner oozes out on the roller surface and adheres to or contaminates the photoreceptor surface. As a result, there is a new problem that an image produced by using the contaminated photoconductor causes a partial defect. In addition, silicone rubber itself is an expensive material, and in terms of cost, using less expensive materials, the electrical resistance of the obtained rubber molded body can be reduced to the same degree as the environmental dependence such as temperature and humidity. There is a need for a method of achieving a roller having an elastic layer having low hardness, low surface roughness, and low compression set at the same time.
【0012】本発明は前記の課題を解決するものであ
り、本発明の目的は、新たな構成を有する発泡性のゴム
組成物を利用して、加熱下、発泡と、架橋処理を施して
得られる発泡ゴム層を弾性体層に採用し、低硬度で、表
面粗さが小さく、長期間圧縮変形を受けても、永久変形
を小さく抑制できる、圧縮永久歪みも小さな、新規構成
の弾性ローラ、ならびに、その作製に利用される新たな
構成を有する発泡性のゴム組成物を提供することにあ
る。本発明の目的は、より具体的には、原料ゴムとし
て、ウレタンゴムやシリコーンゴムでなく、安価に入手
可能な、より汎用性の原料ゴムを利用して、かかる原料
ゴムの架橋処理条件、特に、用いる架橋剤の選択、なら
びに、その添加量を新規な構成とすることにより、同時
に添加されている発泡剤を利用し、加熱下、発泡と、架
橋処理を施し、得られる発泡体状のゴム成型体を、低硬
度で、圧縮永久歪みも小さく、加えて、金型を用いて、
前記の加熱処理を施した際、金型壁面と接するゴム成型
体の表面をスキン層とでき、結果的にその表面粗さを小
さくすることが可能な、新たな構成を有する発泡性のゴ
ム組成物を提供するとともに、かかる発泡性のゴム組成
物を利用して作製される、低硬度で、表面粗さが小さ
く、長期間圧縮変形を受けても、永久変形を小さく抑制
できる、圧縮永久歪みも小さな、新規構成の弾性ローラ
を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to obtain a foamable rubber composition having a new structure by subjecting it to foaming and crosslinking under heating. The newly developed elastic roller adopts a foamed rubber layer as an elastic layer, has a low hardness, has a small surface roughness, can suppress a permanent deformation even when subjected to a long-term compression deformation, and has a small compression set. Another object of the present invention is to provide a foamable rubber composition having a new structure used for the production thereof. The object of the present invention, more specifically, as a raw material rubber, instead of urethane rubber or silicone rubber, using a cheaper available, more versatile raw material rubber, such raw material rubber crosslinking treatment conditions, especially By selecting a cross-linking agent to be used, and by adding a new amount of the cross-linking agent, a foamed rubber obtained by performing foaming and cross-linking treatment under heating using a foaming agent added at the same time. The molded body has low hardness, small compression set, and in addition, using a mold,
When subjected to the heat treatment, the surface of the rubber molded body in contact with the mold wall surface can be used as a skin layer, and as a result, the surface roughness thereof can be reduced. Compression set, low hardness, small surface roughness, and can suppress permanent deformation to a small extent even when subjected to compression deformation for a long period of time, provided by using the foamable rubber composition. Another object of the present invention is to provide a new elastic roller having a small size.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく、鋭意研究・検討を進め、具体的には、ウ
レタンゴムやシリコーンゴム以外の、安価に入手可能
な、より汎用性の原料ゴムを利用して、発泡剤とかかる
原料ゴムに対する架橋剤を加え、種々のゴム組成物を調
製し、加熱下、発泡と、架橋処理とを施して得られるゴ
ム成型体を特性を検討したところ、架橋剤として、汎用
される加硫剤である硫黄に加えて、有機過酸化物架橋剤
(パーオキサイド架橋剤)によっても架橋が可能な原料
ゴムを利用し、主な架橋剤として、有機過酸化物架橋剤
(パーオキサイド架橋剤)を使用し、副次的な架橋剤と
して、硫黄を若干量併用する形態とすると、加熱下、発
泡と、架橋処理とを施して得られるゴム成型体は、低硬
度で、圧縮永久歪みも小さく、加えて、発泡に伴う表面
の凹凸形状の形成も抑制され、金型と接する表面はスキ
ン層に形成でき、結果として、表面粗さの小さな発泡の
ゴム成形体が得られることを見出した。また、その際、
導電性付与剤として、汎用されるカーボンなどの導電性
粒子を添加することで、例えば、帯電ローラにおいて要
求される電気抵抗の範囲、ならびに、得られるゴム成型
体の電気抵抗における、温度・湿度などの環境依存性も
十分に低く抑えることが可能であることも判明した。Means for Solving the Problems The present inventor has made intensive studies and studies in order to solve the above-mentioned problems. Specifically, other than urethane rubber and silicone rubber, inexpensive and more general-purpose materials are available. Using a raw material rubber, a foaming agent and a cross-linking agent for the raw material rubber are added to prepare various rubber compositions. As a cross-linking agent, in addition to sulfur, a commonly used vulcanizing agent, a raw rubber that can be cross-linked by an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) is used. When an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) is used and a small amount of sulfur is used in combination as a secondary cross-linking agent, the rubber obtained by performing foaming and cross-linking treatment under heating Molded body has low hardness and compression set In addition, it was found that the formation of irregularities on the surface due to foaming was also suppressed, and the surface in contact with the mold could be formed on the skin layer, and as a result, a foamed rubber molded product with a small surface roughness was obtained. . At that time,
By adding conductive particles such as carbon commonly used as a conductivity-imparting agent, for example, the range of electric resistance required for the charging roller, and the temperature and humidity in the electric resistance of the obtained rubber molded body It has also been found that the environmental dependence of can be suppressed sufficiently.
【0014】本発明者は、かかる知見に基づき、さら
に、副次的な架橋剤として添加する硫黄の原料ゴムに対
する添加比率に関して、検討を進めた結果、原料ゴム1
00質量部当たり、硫黄の添加量を0.1〜1質量部の
比率に選択することで、本発明の効果が、原料ゴムの種
類に依存することなく、高い再現性で達成できることを
見出し、本発明を完成するに至った。Based on this finding, the present inventor further studied the addition ratio of sulfur added as a secondary crosslinking agent to the raw rubber, and as a result, the raw rubber 1
It has been found that the effect of the present invention can be achieved with high reproducibility without depending on the type of raw rubber by selecting the amount of sulfur to be added in a ratio of 0.1 to 1 part by mass per 00 parts by mass, The present invention has been completed.
【0015】すなわち、本発明のゴム組成物は、加熱
下、発泡剤による発泡と架橋剤による架橋処理を同時に
施することにより発泡体状のゴム成型物を与える、少な
くとも、原料ゴムと、それに対する架橋剤と、発泡剤と
を含んでなるゴム組成物であって、前記原料ゴムは、有
機過酸化物、硫黄のいずれでも架橋が可能であり、前記
架橋剤として、主な架橋剤として有機過酸化物を、副次
的な架橋剤として硫黄を、共に含有し、原料ゴム100
質量部当たりの、硫黄の含有量が0.1〜1質量部の範
囲に選択されていることを特徴とするゴム組成物であ
る。That is, the rubber composition of the present invention provides a foamed rubber molded article by simultaneously performing foaming with a foaming agent and crosslinking treatment with a crosslinking agent under heating. A rubber composition comprising a crosslinking agent and a foaming agent, wherein the raw rubber is capable of crosslinking with any of an organic peroxide and sulfur, and as the crosslinking agent, an organic peroxide as a main crosslinking agent is used. Oxide and sulfur as a secondary cross-linking agent,
A rubber composition characterized in that the sulfur content per part by mass is selected in the range of 0.1 to 1 part by mass.
【0016】この本発明のゴム組成物は、前記原料ゴム
の主成分として、エチレン・プロピレン・ジエン共重合
体を含有してなることを特徴とするゴム組成物とするこ
とができる。また、用いる発泡剤の種類によっては、架
橋剤に加えて、架橋助剤として、トリアリルシアヌレー
トまたは、トリアリルイソシアヌレートを含有すること
を特徴とするゴム組成物の形態とすること好ましい。The rubber composition of the present invention can be a rubber composition characterized by containing an ethylene / propylene / diene copolymer as a main component of the raw rubber. Further, depending on the type of the foaming agent to be used, it is preferable to use a form of a rubber composition characterized by containing triallyl cyanurate or triallyl isocyanurate as a crosslinking aid in addition to the crosslinking agent.
【0017】加えて、本発明は、上記する本発明のゴム
組成物を利用して、発泡性ゴム成形体からなる弾性体層
を作製し、芯金の外周に設けるローラ層を構成して作製
される新規な構成の弾性ローラの発明をも提供する。す
なわち、本発明の弾性ローラは、芯金と、その外周に設
けられたローラ層とを含んでなる弾性ローラであって、
前記ローラ層は、少なくとも、上に記載される構成のい
ずれかを有するゴム組成物を発泡・架橋処理して得られ
る発泡体状のゴム成型物からなる弾性体層を含んでなる
ことを特徴とする弾性ローラである。その際、本発明の
弾性ローラは、発泡体状のゴム成型物からなる前記弾性
体層と芯金とが一体化されており、前記芯金と弾性体層
との一体化は、芯金部材を軸中心とし、その外周に配し
た上記のいずれかの構成を有する本発明のゴム組成物の
層を、円筒形金型の内面と同心軸上に前記芯金部材を保
持する機構を具えた蓋体を両端に有する金型内に、前記
芯金部材とともに、前記保持機構を用いて収納し、前記
金型内において、加熱下、発泡と架橋処理を施して発泡
体状のゴム成型物とすることで、一体成形されたもので
あることを特徴とする弾性ローラとすることができる。
さらに、ローラ層は、前記弾性体層の外表面上に被覆形
成された表面層を有する積層構造であることを特徴とす
る弾性ローラとすることが好ましい。In addition, the present invention uses the above-described rubber composition of the present invention to prepare an elastic layer made of a foamed rubber molded article, and to construct a roller layer provided on the outer periphery of a cored bar. The invention also provides an invention of an elastic roller having a novel configuration. That is, the elastic roller of the present invention is an elastic roller including a cored bar and a roller layer provided on the outer periphery thereof,
The roller layer is characterized by comprising at least an elastic layer made of a foamed rubber molded product obtained by foaming and cross-linking a rubber composition having any of the above-described configurations. Elastic roller. In this case, the elastic roller of the present invention is such that the elastic layer made of a foamed rubber molded product and the core are integrated, and the integration of the core and the elastic layer is performed by a core member. And a mechanism for holding the core metal member on a concentric axis with the inner surface of the cylindrical mold, the layer of the rubber composition of the present invention having any one of the above-mentioned structures disposed around the axis. In a mold having a lid at both ends, together with the core member, is housed using the holding mechanism, and in the mold, under heating, foaming and cross-linking treatment are performed, and a foamed rubber molded product is formed. By doing so, it is possible to obtain an elastic roller characterized by being integrally molded.
Further, it is preferable that the roller layer has a laminated structure having a surface layer coated on the outer surface of the elastic body layer.
【0018】なお、本発明の弾性ローラは、電子写真装
置で使用される各種の導電性を有する弾性ローラ、例え
ば、感光体表面に圧接した形態で使用される帯電ロー
ラ、現像ローラ、転写ローラに好適に適用でき、その際
には、弾性体層、ならびに、表面層など、そのローラ層
を構成する各層は、それぞれ導電性を有する形態とす
る。例えば、弾性体層の作製に利用される本発明のゴム
組成物が、その原料ゴムが、エチレン・プロピレン・非
共役ジエン共重合体のようにそれ自体では、所望の導電
性を達成しないものである場合、予め、導電性付与剤、
例えば、カーボンなどの導電剤をかかるゴム組成物中に
添加することで、得られるゴム成形物を導電性を有する
発泡ゴム層に作製することが好ましい。The elastic roller of the present invention is applicable to various types of conductive elastic rollers used in electrophotographic apparatuses, for example, a charging roller, a developing roller, and a transfer roller which are used while being pressed against the surface of a photoreceptor. In this case, each of the layers constituting the roller layer, such as the elastic layer and the surface layer, is formed to have conductivity. For example, the rubber composition of the present invention used for the production of the elastic layer is such that the raw rubber itself does not achieve the desired conductivity, such as an ethylene-propylene-non-conjugated diene copolymer. In some cases, in advance, a conductivity-imparting agent,
For example, by adding a conductive agent such as carbon to such a rubber composition, it is preferable to produce the obtained rubber molded product in a foamed rubber layer having conductivity.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】本発明のゴム組成物は、ウレタン
ゴムやシリコーンゴム以外の、安価に入手可能な、より
汎用性の原料ゴムを利用して、発泡体状に成形する際に
利用されり発泡剤と、用いる原料ゴムに対する架橋剤を
加え、加熱下、発泡と、架橋処理とを施して、発泡体状
のゴム成型体を得るものであるが、利用する原料ゴム
に、架橋剤として、汎用される加硫剤である硫黄に加え
て、有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)によ
っても架橋が可能な原料ゴムを選択し、主な架橋剤とし
て、有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)を使
用し、副次的な架橋剤として、硫黄を若干量併用する形
態とすることによって、加熱下、発泡と、架橋処理とを
施して得られるゴム成型体は、低硬度で、圧縮永久歪み
も小さく、加えて、発泡に伴う表面の凹凸形状の形成も
抑制され、例えば、金型と接する表面はスキン層に形成
でき、結果として、表面粗さの小さな発泡のゴム成形体
を与えるものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The rubber composition of the present invention is used for molding into a foam using a more widely available raw material rubber other than urethane rubber and silicone rubber, which is inexpensive. A foaming agent and a cross-linking agent for the raw rubber to be used are added, and under heating, foaming and cross-linking are performed to obtain a foamed rubber molded product. In addition to sulfur, a commonly used vulcanizing agent, a raw rubber that can be cross-linked with an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) is selected, and the main cross-linking agent is an organic peroxide cross-linking agent By using (peroxide cross-linking agent) and using a small amount of sulfur as a secondary cross-linking agent, the rubber molded product obtained by subjecting the foaming and the cross-linking treatment under heating to a low- Hardness, small compression set, and Formation of the uneven shape of the surface due to bubbles is suppressed, for example, a surface in contact with the mold may be formed in the skin layer, as a result and gives a rubber molded article of the small foam surface roughness.
【0020】より具体的には、主な架橋剤として、有機
過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)を使用するも
のの、副次的な架橋剤として、硫黄を若干量併用する構
成をとるが、この若干量添加される硫黄の添加量を、原
料ゴム100質量部に対して、好ましくは、0.1〜1
質量部の範囲に選択することで、以下に説明する本発明
の構成による作用を好適な範囲とするものである。More specifically, an organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) is used as a main crosslinking agent, but a small amount of sulfur is used in combination as a secondary crosslinking agent. The amount of sulfur added in a small amount is preferably 0.1 to 1 with respect to 100 parts by mass of the raw rubber.
By selecting the range of the parts by mass, the operation according to the configuration of the present invention described below is set in a suitable range.
【0021】以下に、本発明のゴム組成物、ならびに、
それを利用して作製される本発明の弾性ローラをより詳
細に説明する。Hereinafter, the rubber composition of the present invention, and
The elastic roller of the present invention manufactured using the above will be described in more detail.
【0022】一般に、有機過酸化物架橋剤(パーオキサ
イド架橋剤)を使用する架橋処理(パーオキサイド加
硫)を施して得られるゴム成型体は、汎用される加硫剤
の硫黄を使用する架橋処理(硫黄加硫)を施して得られ
るゴム成型体と比較して、同じ原料ゴムを用い、また、
架橋形成の頻度が同程度であっても、圧縮永久歪みが小
さいことが知られている。従って、得られるゴム成型体
の硬度が同じであっても、パーオキサイド加硫を利用す
ると、硫黄加硫を利用する際よりも、圧縮永久歪みを小
さくすることが可能である。In general, a rubber molded product obtained by subjecting a crosslinking treatment (peroxide vulcanization) using an organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) to a cross-linking using sulfur, which is a commonly used vulcanizing agent, Compared to a rubber molded product obtained by performing treatment (sulfur vulcanization), the same raw rubber is used,
It is known that the compression set is small even when the frequency of cross-link formation is almost the same. Therefore, even if the obtained rubber molded bodies have the same hardness, it is possible to reduce the compression set by using peroxide vulcanization as compared with the case of using sulfur vulcanization.
【0023】しかしながら、パーオキサイド加硫は、酸
素が存在する状態では、所望とする架橋形成の頻度が達
成できないという問題がある。パーオキサイド加硫で
は、有機過酸化物から熱的に生成するラジカル種(−O
・)を利用して、原料ゴムから、ラジカル反応により水
素原子を引き抜き、生成したポリマー・ラジカルが架橋
反応を起こし、所望の架橋形成はなされる。分子状の酸
素(三重項酸素)が存在すると、生成したポリマー・ラ
ジカルのラジカル点に分子状の酸素(三重項酸素)が反
応し、更に、酸化的切断反応が引き起こされる結果、ポ
リマー分子の切断反応が起きてしまう。従って、酸素が
存在する状態では、生成したポリマー・ラジカルのラジ
カル点は、架橋反応に利用される代わりに、ポリマー分
子の切断反応に消費され、所望とする架橋形成の頻度が
達成できないものとなる。However, peroxide vulcanization has a problem that the desired frequency of crosslinking cannot be achieved in the presence of oxygen. In peroxide vulcanization, radical species (—O
Using (), a hydrogen atom is extracted from the raw rubber by a radical reaction, and the generated polymer / radical causes a cross-linking reaction to form a desired cross-link. In the presence of molecular oxygen (triplet oxygen), molecular oxygen (triplet oxygen) reacts at the radical point of the generated polymer radical, further causing an oxidative cleavage reaction, resulting in cleavage of the polymer molecule Reaction occurs. Therefore, in the presence of oxygen, the radical points of the generated polymer radicals are consumed in the cleavage reaction of the polymer molecules instead of being used for the crosslinking reaction, and the desired frequency of crosslinking is not achieved. .
【0024】また、酸素の存在を排除した状態とし、適
正なパーオキサイド加硫がなされる状態としても、架橋
処理とともに発泡剤による発泡を行い、発泡体状のゴム
成型体、いわゆるスポンジゴムを形成する際、硫黄加硫
を行いつつ、発泡を行う手法と比較して、発泡体成形性
が低下するという現象が見られる。この現象は、パーオ
キサイド加硫での架橋反応は、硫黄加硫における架橋反
応と比較して、速く進行するため、発泡剤の熱的分解に
よる発泡反応と架橋反応の反応速度を適正にバランスさ
せ、適当な発泡率、気泡径の形成がなされた時点で、架
橋による熱硬化による形状固定が図られる加熱条件を選
択することがより困難となる。すなわち、架橋反応の速
度が速すぎると発泡不足となり、一方、発泡反応の速度
が速すぎると過発泡となるが、パーオキサイド加硫を用
いると、硫黄加硫を用いる場合と比較して、両者の反応
速度が適正にバランスされる加熱温度幅は狭くなってお
り、加熱時に温度分布が存在すると、その温度差に起因
して、局所的に発泡不足、過発泡が生じ、形成される成
形体の変形が起こりやすいためと考えられる。Further, even in a state in which the presence of oxygen is excluded and proper peroxide vulcanization is carried out, foaming with a foaming agent is performed together with the crosslinking treatment to form a foamed rubber molded product, so-called sponge rubber. In this case, a phenomenon is observed in which foam moldability is reduced as compared with a method of foaming while performing sulfur vulcanization. This phenomenon is because the crosslinking reaction in peroxide vulcanization proceeds faster than the crosslinking reaction in sulfur vulcanization, so that the reaction rates of the foaming reaction and the crosslinking reaction due to thermal decomposition of the blowing agent are properly balanced. Once the appropriate foaming ratio and bubble diameter are formed, it becomes more difficult to select heating conditions under which the shape is fixed by thermosetting by crosslinking. That is, if the speed of the crosslinking reaction is too fast, foaming becomes insufficient, while if the speed of the foaming reaction is too fast, overfoaming occurs.However, when peroxide vulcanization is used, compared to the case where sulfur vulcanization is used, both The heating temperature width at which the reaction rate of the heating is properly balanced is narrow, and if there is a temperature distribution at the time of heating, due to the temperature difference, insufficient foaming or overfoaming occurs locally, and the formed body is formed. This is considered to be because the deformation of the film easily occurs.
【0025】従来は、発泡剤と、架橋剤として、有機過
酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)のみを添加して
いる未加硫のゴム組成物に調製し、この未加硫のゴム組
成物をクロスヘッドを装着した押し出し機により、芯金
を中心に円筒形に押出成形し、さらに、この押出成形物
の外径より大きな所望の内径の円筒形金型内部に固定
し、加熱下、発泡と、架橋処理を施し、表面にスキン層
を有する発泡ゴム成形体を金型成形により作製してい
た。その場合、上記の現象により、架橋反応が進む間、
成形体の表面では金型内に残存する酸素の影響のため、
パーオキサイド加硫が阻害を受け、表面近傍では、架橋
・硬化が不十分な状態で、発泡反応が進む結果、多数の
凹部が形成され、表面粗さが増大したりする。加えて、
表面温度分布の不均一さに起因する、発泡不足や過発泡
による成形体の変形も起こるため、一層表面粗さの増大
が引き起こされ、その表面をスキン層とする上で、問題
となっていた。Conventionally, an unvulcanized rubber composition containing only a foaming agent and an organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) as a crosslinking agent is prepared. The product is extruded into a cylindrical shape around the core metal by an extruder equipped with a crosshead, and further fixed inside a cylindrical mold having a desired inner diameter larger than the outer diameter of the extruded product, under heating. Foaming and cross-linking treatments have been applied, and a foamed rubber molded article having a skin layer on the surface has been produced by molding. In that case, due to the above phenomenon, while the crosslinking reaction proceeds,
Due to the effect of oxygen remaining in the mold on the surface of the molded body,
Peroxide vulcanization is hindered, and in the vicinity of the surface, the foaming reaction proceeds with insufficient crosslinking and curing, resulting in formation of a large number of recesses and an increase in surface roughness. in addition,
Since the molded article is deformed due to insufficient foaming or over-foaming due to uneven surface temperature distribution, the surface roughness is further increased, which has been a problem in using the surface as a skin layer. .
【0026】本発明のゴム組成物では、架橋剤として、
有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)を利用す
ることで得られる利点、低硬度であっても、圧縮永久歪
みを小さくすることが可能であるという特長を維持する
ため、主な架橋剤として、有機過酸化物架橋剤(パーオ
キサイド架橋剤)を利用している。一方、架橋剤とし
て、有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)を利
用する際の最大の問題点、パーオキサイド加硫における
架橋反応の速度が速くなりすぎ、発泡反応と架橋反応の
適正なバランスが図られる条件が狭くなるという課題
は、少量添加されている硫黄は、パーオキサイド加硫に
おけるリターダーとして作用する結果、全体の架橋反応
速度が過度に速くなることを抑制して、その作用によ
り、局所的に発泡不足や過発泡が起こるという不具合を
回避することで解決を図っている。加えて、金型内部、
特には、内壁面に吸着して残留している酸素は、架橋反
応を誘起するため加熱する際脱離して、パーオキサイド
加硫に対して、その加硫阻害する要因となるが、併用さ
れている硫黄による架橋反応により補うので、表面近傍
で問題となる、極端な加硫阻害に由来する表面の凹部の
形成を回避することもできる。すなわち、主な架橋剤と
して添加する有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋
剤)に加えて、副次的な架橋剤となる、少量の硫黄をも
添加することで、前記の二つの作用を発揮させ、局所的
な発泡不足や過発泡の発生を回避し、更に、表面におけ
る凹部の形成も併せて防止できるものとなり、金型成形
により表面形状を形成する発泡ゴム成型体を作製した
際、その表面粗さを小さく、また、再現性よく、表面に
スキン層を形成できる。In the rubber composition of the present invention,
The main cross-linking agents are used to maintain the advantages obtained by using an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) and the feature that even if the hardness is low, the compression set can be reduced. As such, an organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) is used. On the other hand, the biggest problem when using an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) as a cross-linking agent is that the speed of the cross-linking reaction in peroxide vulcanization is too high, and that the foaming reaction and the cross-linking reaction are properly performed. The problem of narrowing the conditions to be balanced is that a small amount of added sulfur acts as a retarder in peroxide vulcanization, thereby suppressing the overall crosslinking reaction rate from becoming excessively fast. The problem is solved by avoiding the problem of locally insufficient foaming or overfoaming. In addition, inside the mold,
In particular, the oxygen adsorbed and remaining on the inner wall surface is desorbed when heated to induce a crosslinking reaction, and is a factor that inhibits the vulcanization of peroxide vulcanization. Since it is compensated by the crosslinking reaction with sulfur, it is also possible to avoid the formation of recesses on the surface due to extreme vulcanization inhibition, which is a problem near the surface. That is, in addition to the organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) added as a main crosslinking agent, a small amount of sulfur, which is a secondary crosslinking agent, is also added, so that the above-mentioned two actions are achieved. When exerted, it is possible to avoid the occurrence of local insufficient foaming and overfoaming, and furthermore, it is also possible to prevent the formation of concave portions on the surface, and when producing a foamed rubber molded body that forms the surface shape by die molding, A skin layer can be formed on the surface with low surface roughness and good reproducibility.
【0027】しかしながら、副次的な架橋剤として添加
する硫黄の添加比率が高くなるに従い、パーオキサイド
加硫に対する反応阻害作用が必要以上に大きくなり、主
な架橋剤として、有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド
架橋剤)を利用することによる利点、圧縮永久歪みを小
さくする効果が損なわれていく。その点から、副次的な
架橋剤として添加する硫黄の添加比率を、原料ゴム10
0質量部に対して1質量部を超えない範囲に留めること
で、得られる発泡ゴム成型体の特性は、目的とする低硬
度においても、圧縮永久歪みを所望する小さな値に維持
を図っている。当然のことであるが、硫黄の添加比率が
極端に低い範囲、例えば、原料ゴム100質量部に対し
て、0.1質量部よりも遥かに少ない範囲では、特に、
金型内部に残留する酸素の影響を確実に排除できない場
合も生じてしまう。従って、硫黄の添加比率は、少なく
とも、原料ゴム100質量部に対して、0.1質量部以
上となる範囲に選択することが好ましい。更には、上述
する成形性や表面性の改良効果をより高い再現性で発揮
しつつ、目的とする低硬度で、圧縮永久歪みを所望する
小さな値に維持する上では、副次的な架橋剤として添加
する硫黄の添加比率を、原料ゴム100質量部に対して
0.2〜0.5質量部の範囲に選択することがより好ま
しい。However, as the addition ratio of sulfur added as a secondary crosslinking agent increases, the effect of inhibiting the reaction to peroxide vulcanization becomes unnecessarily large, and the main crosslinking agent is an organic peroxide crosslinking agent. The advantage of using (peroxide crosslinking agent), the effect of reducing the compression set, is lost. From that point, the addition ratio of sulfur added as a secondary cross-linking agent is set to
The properties of the obtained foamed rubber molded article are maintained at a desired small value of the compression set even at the target low hardness, by keeping the range of not more than 1 part by mass with respect to 0 part by mass. . As a matter of course, in a range where the sulfur addition ratio is extremely low, for example, in a range far less than 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber, particularly,
In some cases, the influence of oxygen remaining inside the mold cannot be reliably eliminated. Therefore, the addition ratio of sulfur is preferably selected to be at least 0.1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber. Furthermore, while maintaining the above-mentioned effects of improving moldability and surface properties with higher reproducibility, and maintaining a desired low value of compression set at a desired low hardness, a secondary crosslinking agent is used. It is more preferable to select the addition ratio of sulfur to be added in the range of 0.2 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber.
【0028】本発明のゴム組成物に用いる原料ゴムは、
架橋剤として、硫黄と有機過酸化物架橋剤(パーオキサ
イド架橋剤)が利用可能なものであり、より具体的に
は、主鎖にある程度の不飽和結合を有するゴム材料を用
いることが好ましい。主鎖にある程度の不飽和結合を有
するゴム材料としては、天然ゴム(NR)、イソプレン
ゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)、スチレンブタ
ジエンゴム(SBR)、ニトリルゴム(NBR)、エチ
レン−プロピレン−ジエン三元共重合体ゴム(EPD
M)、エピクロロヒドリン−エチレンオキシド−アリル
グリシジルエーテル三元共重合体(CHR)等が挙げら
れる。これらは、何れも比較的安価に入手でき、加え
て、多くは、それ自体は、導電性を示さないものの、導
電性付与剤として、導電性粒子などの導電剤を添加する
ことで、比較的に高い発泡率を有する発泡ゴム成形体と
した際にも、所望の導電性を高い再現性で付与すること
が可能である。The raw rubber used in the rubber composition of the present invention is
As the crosslinking agent, sulfur and an organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) can be used. More specifically, it is preferable to use a rubber material having a certain degree of unsaturated bond in the main chain. Rubber materials having a certain degree of unsaturated bond in the main chain include natural rubber (NR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), styrene butadiene rubber (SBR), nitrile rubber (NBR), ethylene-propylene- Diene terpolymer rubber (EPD
M), epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (CHR) and the like. All of these are relatively inexpensive, and in addition, although many do not themselves exhibit conductivity, they are relatively free of charge by adding a conductive agent such as conductive particles as a conductivity-imparting agent. The desired conductivity can be imparted with high reproducibility even when a foamed rubber molded article having a high foaming rate is obtained.
【0029】加えて、本発明のゴム組成物を用いて作製
される弾性ローラを、帯電ローラに適用する際、接触帯
電方式を採用しても、完全には回避が困難な放電現象に
より発生する微量のオゾンによる劣化を防止するため、
耐オゾン性に優れたポリマーであり、かつ、それ自体の
導電性が災いして、電気抵抗の環境依存性が大きくなら
ないように、絶縁性のポリマーを原料ゴムに用いること
が好ましい。帯電ローラに適用する際は、これらの要件
を全て満たしているEPDMを使用することが一層好ま
しい。In addition, when an elastic roller produced by using the rubber composition of the present invention is applied to a charging roller, even if a contact charging method is adopted, it is caused by a discharge phenomenon which is difficult to completely avoid. To prevent deterioration due to a small amount of ozone,
It is preferable to use an insulating polymer for the raw rubber so that the polymer is excellent in ozone resistance, and the conductivity of the polymer itself is not affected and the environmental dependency of electric resistance is not increased. When applied to a charging roller, it is more preferable to use EPDM satisfying all of these requirements.
【0030】主な架橋剤として利用する、有機過酸化物
架橋剤(パーオキサイド架橋剤)は、発泡に併せて、用
いる原料ゴムをパーオキサイド加硫できる限り、特に限
定されるものではなく、好適に利用できるものとして、
例えば、ジクミルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシ
ド、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)3,3,5
−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチ
ルペルオキシ)シクロドデカン、t−ブチルペルオキシ
ベンゾエート、ジ−t−ブチルペルオキシド、α,α’
−ビス(t−ブチルペルオキシ)ジイソプロピルベンゼ
ン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオ
キシ)ヘキシン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−
ブチルペルオキシ)ヘキサン等が挙げられる。主な架橋
剤の有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)の添
加量は、利用する有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド
架橋剤)の種類、例えば、その分子量、有効官能基数に
応じて、原料ゴムの架橋効率にも依るが、通常、原料ゴ
ム100質量部に対して、0.5〜10.0質量部の範
囲に選択することが好ましい。The organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) used as a main cross-linking agent is not particularly limited as long as the raw material rubber used can be peroxide-vulcanized together with foaming. Available to
For example, dicumyl peroxide, benzoyl peroxide, 1,1-bis (t-butylperoxy) 3,3,5
-Trimethylcyclohexane, 1,1-bis (t-butylperoxy) cyclododecane, t-butylperoxybenzoate, di-t-butyl peroxide, α, α ′
-Bis (t-butylperoxy) diisopropylbenzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexyne, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-
Butylperoxy) hexane and the like. The amount of the organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) added as a main crosslinking agent depends on the type of the organic peroxide crosslinking agent (peroxide crosslinking agent) to be used, for example, its molecular weight and the number of effective functional groups. Although it depends on the cross-linking efficiency of the raw rubber, it is usually preferable to select from 0.5 to 10.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw rubber.
【0031】本発明のゴム組成物においては、架橋密度
を更に向上させ、圧縮永久歪みを一層小さくするため、
架橋助剤を添加することが好ましい。本発明において
は、主な架橋剤として利用する、有機過酸化物架橋剤
(パーオキサイド架橋剤)に対して使用される架橋助剤
として、例えば、EPDMの過酸化物架橋助剤として好
適なトリアリルシアヌレート(TAC)または、トリア
リルイソシアヌレート(TAIC)を使用することが好
ましい。In the rubber composition of the present invention, in order to further increase the crosslink density and to further reduce the compression set,
It is preferable to add a crosslinking aid. In the present invention, as a cross-linking aid used for an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) used as a main cross-linking agent, for example, trioxide suitable as a peroxide cross-linking auxiliary for EPDM is used. It is preferable to use allyl cyanurate (TAC) or triallyl isocyanurate (TAIC).
【0032】本発明のゴム組成物は、得られるゴム成型
体を発泡体とするため、必須添加成分として発泡剤を目
的とする発泡倍率に応じて、適量添加する。利用可能な
発泡剤として、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、
アゾジカルボンアミド、パラトルエンスルフォニルヒド
ラジン、アゾビスイソブチロニトリル、4,4’−オキ
シビスベンゼンスルフォニルヒドラジン等の有機発泡
剤、または重炭酸ソーダ等の無機発泡剤が挙げられる。
なお、一層の低硬度化を図るため、高発泡倍率とし、そ
の際、表面に良好なスキン層を得るためには、アゾジカ
ルポンアミド(ADCA)と4,4’−オキシビスベン
ゼンスルフォニルヒドラジン(OBSH)を併用するこ
とが好ましい。ただし、ヒドラジン化合物のOBSH
は、パーオキサイド加硫反応を阻害する効果を有するの
で、その添加量は、原料ゴム100質量部に対して、1
0質量部以下の範囲に選択することが好ましい。また、
十分な発泡倍率の成形体を得るためには、加熱下に行う
架橋反応に対して、発泡剤の熱分解による発泡反応をや
や先行させる方が望ましく、発泡剤の分解開始温度を下
げる目的で、尿素等の発泡助剤を添加することがより好
ましい。In the rubber composition of the present invention, an appropriate amount of a foaming agent is added as an essential additive component in accordance with the desired expansion ratio in order to obtain a foamed rubber molded product. As available blowing agents, dinitrosopentamethylenetetramine,
Organic foaming agents such as azodicarbonamide, paratoluenesulfonylhydrazine, azobisisobutyronitrile, and 4,4′-oxybisbenzenesulfonylhydrazine, and inorganic foaming agents such as sodium bicarbonate.
In order to further reduce the hardness, a high expansion ratio is used. In this case, in order to obtain a good skin layer on the surface, azodicarponamide (ADCA) and 4,4′-oxybisbenzenesulfonylhydrazine ( OBSH) is preferably used in combination. However, the hydrazine compound OBSH
Has an effect of inhibiting the peroxide vulcanization reaction, so its addition amount is 1 to 100 parts by mass of the raw rubber.
It is preferable to select within the range of 0 parts by mass or less. Also,
In order to obtain a molded article having a sufficient expansion ratio, it is desirable that the foaming reaction due to thermal decomposition of the foaming agent be performed slightly earlier than the crosslinking reaction performed under heating, and for the purpose of lowering the decomposition start temperature of the foaming agent, It is more preferable to add a foaming aid such as urea.
【0033】さらに、本発明の弾性ローラについて、図
面を参照してさらに詳しく説明する。ここでは、本発明
の弾性ローラを、帯電ローラに適用した事例を用いて、
説明をするが、本発明の弾性ローラは、その使用用途
は、帯電部材に限定されるものではない。Further, the elastic roller of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. Here, using the case where the elastic roller of the present invention is applied to a charging roller,
As will be described, the usage of the elastic roller of the present invention is not limited to the charging member.
【0034】図1は、本発明の弾性ローラを、帯電ロー
ラーの形態に構成した一例を模式的に示す断面図であ
る。図1に例示する構成では、帯電ローラのローラ層は
多層構成を採用しており、金属製の芯金11、その外周
に、弾性体層の導電性ゴム層12、その外表面に、表面
層として、表面被覆層13を設ける構造とされている。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example in which the elastic roller of the present invention is configured in the form of a charging roller. In the configuration illustrated in FIG. 1, the roller layer of the charging roller adopts a multi-layer configuration, in which a metal core 11, a conductive rubber layer 12 of an elastic body layer on the outer periphery thereof, and a surface layer on the outer surface thereof. The surface coating layer 13 is provided.
【0035】導電性ゴム層12は、原料ゴム自体は非導
電性ゴムを利用し、所望の導電性付与するため、導電
剤、具体的には、導電性粒子が添加されている。従っ
て、その電気抵抗は、添加されている導電性粒子に因
り、ゴム自体の導電性が原因となる環境依存性を排除す
る構成とされている。なお、導電性粒子の含有率は、こ
の帯電ローラを帯電部材として、帯電バイアス電圧を感
光体に印加することができるように、導電性ゴム層12
の体積抵抗値は、1×103〜1×108 Ω・cm程度の
半導電性を有する範囲となるように調整されている。The conductive rubber layer 12 uses a non-conductive rubber as a raw rubber itself, and a conductive agent, specifically, conductive particles is added to impart desired conductivity. Therefore, the electric resistance is configured to eliminate the environmental dependence due to the conductivity of the rubber itself due to the added conductive particles. The content of the conductive particles is adjusted so that the charging roller can be used as a charging member so that a charging bias voltage can be applied to the photoconductor.
Is adjusted to be in a range having a semiconductivity of about 1 × 10 3 to 1 × 10 8 Ω · cm .
【0036】導電性粒子としては、カーボンブラック、
グラファイト、酸化チタン、酸化錫、などの金属酸化
物、Cu、Ag、等の金属、これらを粒子表面に被覆し
て導電化した粒子などが挙げられ、これらの単独、ある
いは複数種を、適宜、予めゴム組成物中に添加すること
により、所望の抵抗値に調整することができる。特に、
カーボンブラックは、重量含有率を比較的少量にして、
上記範囲の導電性を付与できる点で好ましい。また、補
助的な導電性付与剤として、LiClO4、KSCN、N
aSCN、LiCF3SO3等のイオン性電解質を、導電
性ゴム層の体積抵抗の環境依存性が大きくならない範囲
で付加的に添加することも可能である。As the conductive particles, carbon black,
Graphite, titanium oxide, metal oxides such as tin oxide, metals such as Cu, Ag, and the like, such as particles coated on the particle surface and made conductive, and the like, alone or a plurality of these, as appropriate By adding it in the rubber composition in advance, the desired resistance value can be adjusted. In particular,
Carbon black has a relatively small weight content,
This is preferable in that conductivity in the above range can be imparted. LiClO 4 , KSCN, N
An ionic electrolyte such as aSCN, LiCF 3 SO 3 or the like can be additionally added as long as the environment dependency of the volume resistance of the conductive rubber layer is not increased.
【0037】導電性粒子など、固形添加剤成分を相当量
添加すると、弾性体層の形成に用いる本発明のゴム組成
物は、押し出し成形性が次第に低下する。その押し出し
成形性を維持することも目的として、本発明のゴム組成
物では、適量の軟化剤を添加することが好ましい。軟化
剤としては、パラフイン系オイル、ナフテン系オイル、
芳香族系オイルなどが利用される。これら軟化剤は、特
に限定されるものではないが、帯電ローラを圧接した
際、軟化剤による感光体表面の汚染発生を生じない範囲
でその添加比率を選択することが望ましい。軟化剤によ
る感光体表面の汚染発生を防止する上では、パラフイン
系オイルの使用がより好ましい。When a substantial amount of a solid additive component such as conductive particles is added, the extrudability of the rubber composition of the present invention used for forming the elastic layer gradually decreases. For the purpose of maintaining the extrusion moldability, it is preferable to add an appropriate amount of a softening agent to the rubber composition of the present invention. As the softener, paraffinic oil, naphthenic oil,
An aromatic oil or the like is used. These softeners are not particularly limited, but it is desirable to select the addition ratio within a range where the softener does not cause contamination of the photoreceptor surface when the charging roller is pressed. In order to prevent the photoconductor surface from being contaminated by the softening agent, it is more preferable to use paraffin oil.
【0038】この他、本発明のゴム組成物には、必要に
応じて、ゴム組成物に対する添加成分として一般に用い
られている、補強剤、充填剤、粘着付与剤、分散剤、増
量剤等を添加することもできる。In addition, the rubber composition of the present invention may contain, if necessary, reinforcing agents, fillers, tackifiers, dispersants, extenders, etc., which are generally used as additives to the rubber composition. It can also be added.
【0039】導電性ゴム層12の表面を被覆する表面層
(表面被覆層)13は、帯電ローラが圧接する感光体上
にピンホール等の欠陥が生じた場合に、そこに帯電電流
が集中して、帯電部材、ならびに感光体が破損すること
を防止するためのものである。従って、表面層13は、
導電性を示すものの、その抵抗値として、1×106〜
1×1010Ω・cm程度が要求される。表面層13は、
一般的に、アクリル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ
エステル、ポリオレフイン、シリコーン等のバインダー
高分子に、導電剤として、カーボンブラック、グラフア
イト、酸化チタン、酸化錫などの導電性の金属酸化物、
Cu、Ag等の金属、これらを粒子表面に被覆して導電
化した粒子などの導電性粒子や、LiClO4、KSC
N、NaSCN、LiCF3SO3等のイオン性電解質
を、目標の抵抗値に応じて、適宜添加量を選択して、分
散させて、導電性被膜に調製したものが用いられる。The surface layer (surface coating layer) 13 which covers the surface of the conductive rubber layer 12 is such that when a defect such as a pinhole occurs on the photosensitive member to which the charging roller is pressed, the charging current concentrates there. This is to prevent the charging member and the photoconductor from being damaged. Therefore, the surface layer 13
Although it shows conductivity, its resistance value is 1 × 10 6 to
About 1 × 10 10 Ω · cm is required. The surface layer 13
Generally, acrylic, polyurethane, polyamide, polyester, polyolefin, silicone and other binder polymers, as a conductive agent, carbon black, graphite, titanium oxide, conductive metal oxides such as tin oxide,
Metals such as Cu and Ag, conductive particles such as particles coated on the particle surface and made conductive, LiClO 4 , KSC
A conductive film prepared by dispersing an ionic electrolyte such as N, NaSCN, or LiCF 3 SO 3 in an appropriate amount according to a target resistance value and dispersing the ionic electrolyte to prepare a conductive film is used.
【0040】表面層13の形成方法としては、上記バイ
ンダー高分子を溶剤に溶解または分散し、これに導電
剤、例えば、導電性粒子を分散させた液を、ディッピン
グ、ビーム塗工、ロールコーター等の塗工法によって導
電性ゴム層表面にコーティングする方法、あるいは、前
記バインダー高分子中に導電剤を練り込み、それを押し
出し機等によって円筒形状コート材に成形したものを利
用して、導電性ゴム層12表面を被覆する方法などがあ
る。The surface layer 13 can be formed by dissolving or dispersing the binder polymer in a solvent and dispersing a conductive agent, for example, a conductive particle in the solvent, by dipping, beam coating, roll coating, or the like. A method of coating the surface of the conductive rubber layer by a coating method, or a method in which a conductive agent is kneaded into the binder polymer, and the resulting mixture is formed into a cylindrical coating material by an extruder or the like. There is a method of coating the surface of the layer 12 and the like.
【0041】本発明の弾性ローラは、以上に述べたよう
に、電子写真装置に利用される接触帯電方式の帯電部材
とする帯電ローラに利用される他、同じように、感光体
表面と当接する形態で利用され、共に導電性を有するロ
ーラとされる、現像ローラや転写ローラに適用しても、
好適なものとなる。具体的には、現像ローラは、電子写
真装置において、その画像形成工程中、感光体表面に形
成された静電潜像に対して現像剤を付着させて、顕像化
させる現像工程に利用され、一般に、そのローラ表面に
前記現像剤を薄膜状に担持し、前記感光体表面と圧接す
る形態で使用される。ローラ表面に前記現像剤を薄膜状
に担持する際、ブレードとも当接されるものの、感光体
表面に現像剤を適正な量を供給する上では、現像ローラ
も感光体表面と良好な接触状態を維持する必要があり、
本発明の弾性ローラが好適に利用できる。また、転写ロ
ーラは、電子写真装置において、その画像形成工程中、
静電潜像を現像剤の付着により顕像化させた、感光体表
面上の画像を、転写紙表面に転写する転写工程に利用さ
れ、そのローラ表面と前記感光体表面の間隙にて前記転
写紙を挟送しつつ、前記感光体表面の帯電と異なる極性
に帯電する前記ローラ表面と接する転写紙裏面に帯電を
行い、感光体表面上の画像を転写紙表面へ転写させる形
態で使用される。その主目的から、転写紙を介して感光
体表面と圧接する状態も多いが、その圧縮変形は、感光
体表面と圧接する状態に長期間保持されることに起因し
ている。また、良好な接触状態の維持が画像不良の回避
の上で不可欠な点も、帯電ローラと同じであり、従っ
て、転写ローラに対しても、本発明の弾性ローラが好適
に利用できる。As described above, the elastic roller of the present invention is used for a charging roller serving as a contact charging type charging member used in an electrophotographic apparatus, and similarly, is brought into contact with the surface of a photoreceptor. Used in the form, both are rollers having conductivity, even when applied to a developing roller or a transfer roller,
It becomes suitable. Specifically, in an electrophotographic apparatus, a developing roller is used in a developing step of attaching a developer to an electrostatic latent image formed on the surface of a photoreceptor and visualizing the image during an image forming step. Generally, the developer is carried on the roller surface in the form of a thin film, and is used in a form in which the developer is pressed against the surface of the photoconductor. When the developer is carried on the roller surface in the form of a thin film, the developer roller also comes into contact with the blade, but in order to supply an appropriate amount of the developer to the surface of the photoconductor, the developing roller also has good contact with the surface of the photoconductor. Need to be maintained,
The elastic roller of the present invention can be suitably used. Further, the transfer roller, in the electrophotographic apparatus, during the image forming process,
The electrostatic latent image is visualized by applying a developer, and is used in a transfer process of transferring an image on the surface of the photoconductor to a transfer paper surface, and the transfer is performed at a gap between the roller surface and the surface of the photoconductor. Used to transfer the image on the photoconductor surface to the transfer paper surface by charging the back surface of the transfer paper in contact with the roller surface, which is charged to a polarity different from that of the photoconductor surface while nipping the paper. . Due to its main purpose, there are many states in which it is in pressure contact with the photoreceptor surface via transfer paper. In addition, maintaining the good contact state is indispensable for avoiding image defects, which is the same as the charging roller. Therefore, the elastic roller of the present invention can be suitably used for the transfer roller.
【0042】なお、現像ローラや転写ローラにおいて
も、本発明のゴム組成物を利用して作製される、導電性
を有する弾性体層上に、導電性を付与された表面層を被
覆した形態で利用することが好ましい。その際用いる導
電性を付与された表面層は、現像ローラでは、その表面
に担持する現像剤の保持特性を考慮して、その材質を選
択することが望ましい。また、転写ローラにおいては、
接する転写紙裏面の性状、材質に応じて、表面層の材質
を選択することが望ましい。The developing roller and the transfer roller also have a form in which a conductive surface layer is coated on a conductive elastic layer produced using the rubber composition of the present invention. It is preferable to use it. It is desirable that the material of the surface layer provided with conductivity used in this case be selected in the developing roller in consideration of the holding characteristics of the developer carried on the surface. In the transfer roller,
It is desirable to select the material of the surface layer according to the property and material of the back surface of the transfer paper in contact.
【0043】加えて、本発明の弾性ローラにおいて、弾
性体層の厚さは、対象とする感光体などに対する当接
圧、所望とするニップ幅に応じて、適宜選択するもので
ある。また、表面を被覆する表面層を設ける際には、そ
の表面層の機能・目的を達成できる膜厚であることは勿
論であるが、ローラ硬度を支配すべき、弾性体層の低い
硬度を選択した利点を十分に反映可能な薄さとすること
が望ましい。In addition, in the elastic roller of the present invention, the thickness of the elastic layer is appropriately selected according to the contact pressure against the target photoreceptor or the like and the desired nip width. When providing a surface layer for covering the surface, it is a matter of course that the thickness is such that the function and purpose of the surface layer can be achieved, but a low hardness of the elastic layer, which should govern the roller hardness, is selected. It is desirable that the thickness be sufficiently thin to reflect the advantages obtained.
【0044】例えば、本発明の弾性ローラを、電子写真
装置用の帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラなどに利
用する際には、弾性体層の厚さは、1〜30mm、好ま
しくは、3〜8mmの範囲に選択し、また、その表面を
被覆する表面層の膜厚さは、1〜200μm、好ましく
は、5〜100μmの範囲に選択する形状とすることが
できる。加えて、低硬度の弾性体層自体は、その硬度
は、ASKER−Cの評価において、20〜60°、好ましく
は、30〜50°の範囲とすることが好ましい。For example, when the elastic roller of the present invention is used for a charging roller, a developing roller, a transfer roller and the like for an electrophotographic apparatus, the thickness of the elastic layer is 1 to 30 mm, preferably 3 to 30 mm. The thickness may be selected in the range of 8 mm, and the thickness of the surface layer covering the surface may be selected in the range of 1 to 200 μm, preferably 5 to 100 μm. In addition, the hardness of the low hardness elastic layer itself is preferably in the range of 20 to 60 °, preferably 30 to 50 ° in the evaluation of ASKER-C.
【0045】[0045]
【実施例】以下に、本発明を実施例を用いてより具体的
に説明する。なお、示される実施例は、本発明の最良の
実施の形態の一例ではあるが、本発明はこれら実施例に
よって、限定されるものではない. (実施例1)下記するゴム組成物を利用して、弾性体層
を、発泡体状の導電性ゴム層に形成し、表面層として、
導電性のポリウレタン被膜を被覆して、帯電ローラを作
製した。The present invention will be described below more specifically with reference to examples. The illustrated examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited by these examples. (Example 1) Using a rubber composition described below, an elastic layer was formed on a foamed conductive rubber layer.
A charging roller was prepared by coating with a conductive polyurethane film.
【0046】発泡体状の導電性ゴム層の作製に用いたゴ
ム組成物は、下記する手順で、表1に示す組成のマスタ
−バッチを調製し、さらに、調製のされたマスタ−バッ
チに発泡剤、発泡助剤、硫黄、パーオキサイド架橋剤、
架橋助剤を加えて、均一に混合して得られる組成を有す
る。The rubber composition used to form the foamed conductive rubber layer was prepared in the following procedure to prepare a master batch having the composition shown in Table 1, and further foamed into the prepared master batch. Agent, foaming aid, sulfur, peroxide crosslinking agent,
It has a composition obtained by adding a crosslinking aid and mixing uniformly.
【0047】表1に示す組成、原料ゴムとしてエチレン
−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM 商品
名:EPT4045 ;三井石油化学(株)製)100
部、酸化亜鉛5部、ステアリン酸1部、導電剤としてケ
ッチェンブラック(商品名:ケッチェンブラック EC
600JD;三菱化学(株)製)6部、補強剤としてS
RFカーボン50部、軟化剤としてパラフインオイル5
0部、前記比率で各成分を、加圧式ニーダーで混合し
て、マスタ−バッチを調製した。The composition and raw material rubber shown in Table 1 are ethylene-propylene-diene terpolymer (EPDM trade name: EPT4045; manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) 100
Parts, zinc oxide 5 parts, stearic acid 1 part, Ketjen Black as a conductive agent (trade name: Ketjen Black EC
600JD; Mitsubishi Chemical Corporation) 6 parts, S as reinforcing agent
RF carbon 50 parts, paraffin oil 5 as softener
The master batch was prepared by mixing 0 parts of each component at the above ratio in a pressure kneader.
【0048】[0048]
【表1】 [Table 1]
【0049】表1の組成のマスターバッチ212部当た
り、発泡剤としてADCA4部、OBSH4部、発泡助
剤として尿素2部、硫黄0.3部、パーオキサイド架橋
剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペ
ルオキシ)ヘキサン(商品名:パーヘキサ25B−40
;日本油脂(株)製)15部、架橋助剤としてトリア
リルイソシアヌレート(商品名:TAIC−M60 ;
日本化成(株)製)8.5部を加え、オープンロールに
て混合し、導電性発泡ゴム層用の未加硫ゴム組成物を調
製した。Per 212 parts of the master batch having the composition shown in Table 1, 4 parts of ADCA and 4 parts of OBSH as foaming agents, 2 parts of urea and 0.3 parts of sulfur as foaming aids, and 2,5-dimethyl-2,2 as a peroxide crosslinking agent were used. 5-di (t-butylperoxy) hexane (trade name: Perhexa 25B-40)
15 parts of Nippon Oil & Fats Co., Ltd., triallyl isocyanurate (trade name: TAIC-M60) as a crosslinking aid
8.5 parts of Nippon Kasei Co., Ltd.) were added and mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition for a conductive foamed rubber layer.
【0050】調製した未加硫ゴム組成物を、クロスヘッ
ドを用いた押出し成形によって、芯金(直径6mm、長
さ240mm)を中心として、同軸状に円筒形に同時に
押し出し、端部のカットを行い、仕込み形状を作製し
た。得られた仕込み形状を有するゴム組成物の押し出し
成形体と芯金とを一体化したものを、円筒形金型(内径
12mm)内部に、その芯金保持部材で固定した。円筒
形金型ごと、180℃に熱した加熱盤で30分加熱し、
一次加硫と発泡を行った。脱型後のローラを、二次加硫
を施すため、更に電気炉によって200℃,10分加熱
を行った。外径12mm、従って、発泡体状の導電性ゴ
ム層の肉厚は3mmのスポンジローラーが得られた。得
られた導電性発泡ゴム層の硬度はASKER−Cで42
°であった。加えて、この段階で、導電性発泡ゴム層表
面の性状を観察したところ、発泡により生成した気泡が
脱し、その跡が微小な凹部として残るものは見い出され
ず、また、局所的な過発泡、発泡不足に起因する表面の
凹凸もなく、その表面はスキン層に形成されていると判
断された。The unvulcanized rubber composition thus prepared was simultaneously extruded coaxially and cylindrically around a core metal (diameter 6 mm, length 240 mm) by extrusion molding using a crosshead, and the ends were cut. This was performed to prepare a charged shape. The obtained extruded product of the rubber composition having the charged shape and the core were integrated and fixed inside a cylindrical mold (inner diameter: 12 mm) by the core holding member. Each cylindrical mold was heated for 30 minutes with a heating plate heated to 180 ° C,
Primary vulcanization and foaming were performed. The roller after demolding was further heated at 200 ° C. for 10 minutes in an electric furnace in order to perform secondary vulcanization. A sponge roller having an outer diameter of 12 mm and a thickness of the foamed conductive rubber layer of 3 mm was thus obtained. The hardness of the obtained conductive foamed rubber layer was 42 by ASKER-C.
°. In addition, at this stage, when the properties of the surface of the conductive foamed rubber layer were observed, bubbles generated by the foaming were removed, and no traces of the bubbles remained as minute concave portions were found. There was no unevenness of the surface due to lack, and it was determined that the surface was formed on the skin layer.
【0051】次に、導電性発泡ゴム層の表面に、下記す
る手順で導電性のポリウレタン被膜を表面層として被覆
した。Next, a conductive polyurethane film was coated as a surface layer on the surface of the conductive foamed rubber layer by the following procedure.
【0052】先ず、水中に分散させたポリウレタン溶液
をPH5〜6に調整し、この液中にその界面の電気的反
発力で導電性酸化錫スラリーを分散させ、その固形分比
でポリウレタン60%、導電性酸化錫スラリー40%相
当を分散しいる塗料を調製した。予めシランカップリン
グ剤で処理した前記スポンジローラー上に、ディッピン
グによってこの塗料のコーティングを行い、膜厚約80
μmの皮膜を形成した。この皮膜を電気炉にて120
℃、30分加熟乾燥して、表面層とした。最後に、両端
部を切断して、ゴム長224mmの帯電ローラーを得
た。First, a polyurethane solution dispersed in water was adjusted to pH 5 to 6, and a conductive tin oxide slurry was dispersed in the solution by the electric repulsion at the interface, and the solid content ratio of the polyurethane was 60%. A coating material containing 40% of the conductive tin oxide slurry dispersed therein was prepared. This paint is coated by dipping on the sponge roller previously treated with a silane coupling agent, and the film thickness is about 80%.
A μm film was formed. This film is placed in an electric furnace for 120 minutes.
After ripening and drying at 30 ° C. for 30 minutes, a surface layer was obtained. Finally, both ends were cut to obtain a charging roller having a rubber length of 224 mm.
【0053】この帯電ローラーについて、端部より30
mmの部分において、その表面粗さ(Rz)の測定を行
った。本例で作製した帯電ローラーは、Rzの値は3μ
mであった。With respect to this charging roller, 30 minutes from the end
The surface roughness (Rz) was measured at the portion of mm. The charging roller manufactured in this example has an Rz value of 3 μm.
m.
【0054】次に、この帯電ローラを、プロセスカート
リッジ(ローラー両端500g荷重でφ30mmの感光
体に同軸上で圧接)に装着し、40℃、95%R.H.
(高温、高湿)の環境条件下で30日間放置した。その
後、帯電ローラをカートリッジから取り出し、感光体へ
の圧解除直後の残留歪み量を非接触のレーザー測長機を
用いて測定した。残留歪み量は、圧接個所の最大変形部
におけるローラ中心からの距離と製造時のローラ半径と
の差で表され、本実施例では20μmであった。Next, the charging roller was mounted on a process cartridge (coaxially pressed against a photosensitive member having a diameter of 30 mm with a load of 500 g at both ends of the roller), and was charged at 40 ° C. and 95% R.F. H.
(High temperature, high humidity) for 30 days. Thereafter, the charging roller was removed from the cartridge, and the amount of residual distortion immediately after the pressure on the photosensitive member was released was measured using a non-contact laser length measuring machine. The residual strain amount is represented by the difference between the distance from the roller center at the maximum deformation portion at the press contact portion and the roller radius at the time of manufacture, and was 20 μm in the present embodiment.
【0055】さらに、この長期間圧接状態においた帯電
ローラを、再度プロセスカートリッジに装着し、このプ
ロセスカートリッジを電子写真装置(キヤノン株式会社
製レーザーショットLBP−320)に組み込み画像評
価を行った。その結果、帯電ローラの永久歪みに起因す
る画像不良の発生は見られなかった。Further, the charging roller kept in the pressed state for a long time was mounted again on the process cartridge, and the process cartridge was incorporated into an electrophotographic apparatus (Laser Shot LBP-320 manufactured by Canon Inc.) to evaluate the image. As a result, no image defect due to permanent deformation of the charging roller was observed.
【0056】(実施例2)下記するゴム組成物を利用し
て、弾性体層を、発泡体状の導電性ゴム層に形成し、表
面層として、導電性のポリウレタン被膜を被覆して、帯
電ローラを作製した。(Example 2) An elastic layer was formed on a foamed conductive rubber layer using the following rubber composition, and a conductive polyurethane film was coated as a surface layer. A roller was made.
【0057】発泡体状の導電性ゴム層の作製に用いたゴ
ム組成物は、下記する手順で、予め調製した表1に示す
組成のマスタ−バッチに、発泡剤、発泡助剤、硫黄、パ
ーオキサイド架橋剤を加えて、均一に混合して得られる
組成を有する。The rubber composition used to form the foamed conductive rubber layer was prepared by adding the foaming agent, foaming aid, sulfur, It has a composition obtained by adding an oxide crosslinking agent and mixing uniformly.
【0058】表1の組成のマスターバッチ212部当た
り、発泡剤としてADCA4部、OBSH4部、発泡助
剤として尿素2部、硫黄0.3部、パーオキサイド架橋
剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペ
ルオキシ)ヘキサン(商品名:パーヘキサ25B−40
;日本油脂(株)製)15部を加え、オープンロール
にて混合し、導電性発泡ゴム層用の未加硫ゴム組成物を
調製した。Per 212 parts of the master batch having the composition shown in Table 1, 4 parts of ADCA and 4 parts of OBSH as foaming agents, 2 parts of urea and 0.3 parts of sulfur as foaming aids, and 2,5-dimethyl-2,2 as a peroxide crosslinking agent were used. 5-di (t-butylperoxy) hexane (trade name: Perhexa 25B-40)
; Nippon Yushi Co., Ltd.) and mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition for a conductive foamed rubber layer.
【0059】ここで調製した未加硫ゴム組成物を用い、
実施例1と同様の方法により、スポンジローラを作製し
た。従って、外径12mm、つまり、発泡体状の導電性
ゴム層の肉厚は3mmのスポンジローラが得られた。得
られた導電性発泡ゴム層の硬度はASKER−Cで40
°であった。加えて、この段階で、導電性発泡ゴム層表
面の性状を観察したところ、発泡により生成した気泡が
脱し、その跡が微小な凹部として残るものは見い出され
ず、また、局所的な過発泡、発泡不足に起因する表面の
凹凸もなく、その表面はスキン層に形成されていると判
断された。Using the unvulcanized rubber composition prepared here,
A sponge roller was manufactured in the same manner as in Example 1. Accordingly, a sponge roller having an outer diameter of 12 mm, that is, a foamed conductive rubber layer having a thickness of 3 mm was obtained. The hardness of the obtained conductive foam rubber layer is 40 by ASKER-C.
°. In addition, at this stage, when the properties of the surface of the conductive foamed rubber layer were observed, bubbles generated by the foaming were removed, and no traces of the bubbles remained as minute concave portions were found. There was no unevenness of the surface due to lack, and it was determined that the surface was formed on the skin layer.
【0060】次いで、スポンジローラの表面に、実施例
1と同じ方法で表面層をコーティングした。最後に、両
端部を切断して、ゴム長224mmの帯電ローラーを得
た。Then, the surface of the sponge roller was coated with a surface layer in the same manner as in Example 1. Finally, both ends were cut to obtain a charging roller having a rubber length of 224 mm.
【0061】この帯電ローラーについて、端部より30
mmの部分において、その表面粗さ(Rz)の測定を行
った。本例で作製した帯電ローラは、Rzの値は5μm
であった。With respect to this charging roller, 30 minutes from the end
The surface roughness (Rz) was measured at the portion of mm. The charging roller manufactured in this example has an Rz value of 5 μm.
Met.
【0062】さらに、本実施例2で作製した帯電ローラ
についても、実施例1と同じ手順・方法により、残留歪
み量の測定と画像評価を行った。その結果、残留歪み量
は40μmであり、また、帯電ローラの永久歪みに起因
する画像不良の発生は見られなかった。Further, with respect to the charging roller manufactured in the second embodiment, the residual strain was measured and the image was evaluated by the same procedure and method as in the first embodiment. As a result, the residual distortion amount was 40 μm, and no image defect due to permanent distortion of the charging roller was observed.
【0063】(実施例3)下記するゴム組成物を利用し
て、弾性体層を、発泡体状の導電性ゴム層に形成し、表
面層として、導電性のポリウレタン被膜を被覆して、帯
電ローラを作製した。Example 3 An elastic layer was formed on a foamed conductive rubber layer by using the following rubber composition, and a conductive polyurethane film was coated as a surface layer. A roller was made.
【0064】発泡体状の導電性ゴム層の作製に用いたゴ
ム組成物は、下記する手順で、表1に示す組成のマスタ
−バッチを調製し、さらに、調製のされたマスタ−バッ
チに発泡剤、発泡助剤、硫黄、パーオキサイド架橋剤、
架橋助剤を加えて、均一に混合して得られる組成を有す
る。The rubber composition used to form the foamed conductive rubber layer was prepared by preparing a master batch having the composition shown in Table 1 by the following procedure, and further foaming the prepared master batch. Agent, foaming aid, sulfur, peroxide crosslinking agent,
It has a composition obtained by adding a crosslinking aid and mixing uniformly.
【0065】表1の組成のマスターバッチ212部当た
り、発泡剤としてADCA4部、OBSH4部、発泡助
剤として尿素2部、硫黄0.3部、パーオキサイド架橋
剤として2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペ
ルオキシ)ヘキサン(商品名:パーヘキサ25B−40
;日本油脂(株)製)7.5部、架橋助剤としてトリ
アリルイソシアヌレート(商品名:TAIC−M60
;日本化成(株)製)5部を加え、オープンロールに
て混合し、導電性発泡ゴム層用の未加硫ゴム組成物を調
製した。Per 212 parts of the master batch having the composition shown in Table 1, 4 parts of ADCA and 4 parts of OBSH as foaming agents, 2 parts of urea and 0.3 parts of sulfur as foaming aids, and 2,5-dimethyl-2,2 as a peroxide crosslinking agent were used. 5-di (t-butylperoxy) hexane (trade name: Perhexa 25B-40)
7.5 parts of Nippon Yushi Co., Ltd., triallyl isocyanurate (trade name: TAIC-M60) as a crosslinking aid
; Nippon Kasei Co., Ltd.) and mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition for a conductive foamed rubber layer.
【0066】ここで調製した未加硫ゴム組成物を用い、
実施例1と同様の方法により、スポンジローラを作製し
た。従って、外径12mm、つまり、発泡体状の導電性
ゴム層の肉厚は3mmのスポンジローラが得られた。得
られた導電性発泡ゴム層の硬度はASKER−Cで41
°であった。加えて、この段階で、導電性発泡ゴム層表
面の性状を観察したところ、発泡により生成した気泡が
脱し、その跡が微小な凹部として残るものは見い出され
ず、また、局所的な過発泡、発泡不足に起因する表面の
凹凸もなく、その表面はスキン層に形成されていると判
断された。Using the unvulcanized rubber composition prepared here,
A sponge roller was manufactured in the same manner as in Example 1. Accordingly, a sponge roller having an outer diameter of 12 mm, that is, a foamed conductive rubber layer having a thickness of 3 mm was obtained. The hardness of the obtained conductive foamed rubber layer was 41 by ASKER-C.
°. In addition, at this stage, when the properties of the surface of the conductive foamed rubber layer were observed, bubbles generated by the foaming were removed, and no traces of the bubbles remained as minute concave portions were found. There was no unevenness of the surface due to lack, and it was determined that the surface was formed on the skin layer.
【0067】次いで、スポンジローラの表面に、実施例
1と同じ方法で表面層をコーティングした。最後に、両
端部を切断して、ゴム長224mmの帯電ローラーを得
た。Next, the surface of the sponge roller was coated with a surface layer in the same manner as in Example 1. Finally, both ends were cut to obtain a charging roller having a rubber length of 224 mm.
【0068】この帯電ローラーについて、端部より30
mmの部分において、その表面粗さ(Rz)の測定を行
った。本例で作製した帯電ローラは、Rzの値は6μm
であった。With respect to this charging roller, 30 minutes from the end
The surface roughness (Rz) was measured at the portion of mm. The charging roller manufactured in this example has an Rz value of 6 μm.
Met.
【0069】さらに、本実施例3で作製した帯電ローラ
についても、実施例1と同じ手順・方法により、残留歪
み量の測定と画像評価を行った。その結果、残留歪み量
は30μmであり、また、帯電ローラの永久歪みに起因
する画像不良の発生は見られなかった。Further, with respect to the charging roller manufactured in the third embodiment, the residual strain was measured and the image was evaluated by the same procedure and method as in the first embodiment. As a result, the residual distortion amount was 30 μm, and no image defect due to permanent distortion of the charging roller was observed.
【0070】(比較例1)下記するゴム組成物を利用し
て、弾性体層を、発泡体状の導電性ゴム層に形成し、表
面層として、導電性のポリウレタン被膜を被覆して、帯
電ローラを作製した。(Comparative Example 1) An elastic layer was formed on a foamed conductive rubber layer using the following rubber composition, and a conductive polyurethane film was coated as a surface layer. A roller was made.
【0071】発泡体状の導電性ゴム層の作製に用いたゴ
ム組成物は、下記する手順で、表1に示す組成のマスタ
−バッチを調製し、さらに、調製のされたマスタ−バッ
チに発泡剤、硫黄(加硫剤)、加硫促進助剤を加えて、
均一に混合して得られる組成を有する。The rubber composition used to form the foamed conductive rubber layer was prepared in the following procedure to prepare a master batch having the composition shown in Table 1, and further foamed into the prepared master batch. Agent, sulfur (vulcanizing agent), vulcanization accelerator,
It has a composition obtained by mixing uniformly.
【0072】表1の組成のマスターバッチ212部当た
り、発泡剤としてADCA4部、OBSH4部、加硫剤
として硫黄1部、加硫促進助剤として2−メルカプトベ
ンゾチアゾール(商品名:ノクセラーM ;大内新興化
学工業(株)製)1部、テトラメチルチウラムジスルフ
イド(商品名:ノクセラーTT ;大内新興化学工業
(株)製)1部、ジメチルジチオカルバミン酸亜鉛(商
品名:ノクセラーPZ;大内新興化学工業(株)製)1
部、ジブチルジチオカルバミン酸亜鉛(商品名:ノクセ
ラーBZ ;大内新興化学工業(株)製)1部を加え、
オープンロールにて混合し、導電性発泡ゴム層用の未加
硫ゴム組成物を調製した。For 212 parts of the master batch having the composition shown in Table 1, 4 parts of ADCA and 4 parts of OBSH as foaming agents, 1 part of sulfur as a vulcanizing agent, and 2-mercaptobenzothiazole as a vulcanization accelerating aid (trade name: Noxeller M; large) 1 part of Uchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd., 1 part of tetramethylthiuram disulphide (trade name: Noxeller TT; manufactured by Ouchi Shinko Chemical Co., Ltd.), 1 part of zinc dimethyldithiocarbamate (trade name: Noxeller PZ; large) Uchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.) 1
1 part of zinc dibutyldithiocarbamate (trade name: Noxeller BZ; manufactured by Ouchi Shinko Chemical Industry Co., Ltd.)
The mixture was mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition for a conductive foamed rubber layer.
【0073】ここで調製した未加硫ゴム組成物を用い、
実施例1と同様の方法により、スポンジローラを作製し
た。従って、外径12mm、つまり、発泡体状の導電性
ゴム層の肉厚は3mmのスポンジローラが得られた。得
られた導電性発泡ゴム層の硬度はASKER−Cで40
°であった。加えて、この段階で、導電性発泡ゴム層表
面の性状を観察したところ、微小な凹部跡は一見した範
囲ではなく、また、局所的な過発泡、発泡不足に起因す
る表面の凹凸も問題となる程度でなく、一応、その表面
はスキン層に形成されていると判断された。Using the unvulcanized rubber composition prepared here,
A sponge roller was manufactured in the same manner as in Example 1. Accordingly, a sponge roller having an outer diameter of 12 mm, that is, a foamed conductive rubber layer having a thickness of 3 mm was obtained. The hardness of the obtained conductive foam rubber layer is 40 by ASKER-C.
°. In addition, at this stage, when observing the properties of the surface of the conductive foam rubber layer, traces of minute concave portions were not in the apparent range, and local over-foaming, irregularities on the surface due to insufficient foaming were also problematic. Not so much, but it was judged that the surface was formed on the skin layer.
【0074】次いで、スポンジローラの表面に、実施例
1と同じ方法で表面層をコーティングした。最後に、両
端部を切断して、ゴム長224mmの帯電ローラーを得
た。Next, the surface of the sponge roller was coated with a surface layer in the same manner as in Example 1. Finally, both ends were cut to obtain a charging roller having a rubber length of 224 mm.
【0075】この帯電ローラーについて、端部より30
mmの部分において、その表面粗さ(Rz)の測定を行
った。本例で作製した帯電ローラは、Rzの値は3μm
であった。With respect to this charging roller, 30 minutes from the end
The surface roughness (Rz) was measured at the portion of mm. The charging roller manufactured in this example has an Rz value of 3 μm.
Met.
【0076】さらに、本比較例1で作製した帯電ローラ
についても、実施例1と同じ手順・方法により、残留歪
み量の測定と画像評価を行った。その結果、残留歪み量
は80μmであり、それに伴い、帯電ローラの永久歪み
に起因する画像不良の発生が観察された。Further, with respect to the charging roller manufactured in Comparative Example 1, the measurement of residual distortion amount and image evaluation were performed by the same procedure and method as in Example 1. As a result, the residual distortion amount was 80 μm, and accordingly, occurrence of an image defect due to permanent distortion of the charging roller was observed.
【0077】(比較例2)下記するゴム組成物を利用し
て、弾性体層を、発泡体状の導電性ゴム層に形成し、表
面層として、導電性のポリウレタン被膜を被覆して、帯
電ローラを作製した。Comparative Example 2 An elastic layer was formed on a foamed conductive rubber layer by using the following rubber composition, and a conductive polyurethane film was coated as a surface layer. A roller was made.
【0078】発泡体状の導電性ゴム層の作製に用いたゴ
ム組成物は、下記する手順で、表1に示す組成のマスタ
−バッチを調製し、さらに、調製のされたマスタ−バッ
チに発泡剤、発泡助剤、パーオキサイド架橋剤、架橋助
剤を加えて、均一に混合して得られる組成を有する。The rubber composition used to form the foamed conductive rubber layer was prepared in the following procedure to prepare a master batch having the composition shown in Table 1, and further foamed into the prepared master batch. It has a composition obtained by adding an agent, a foaming aid, a peroxide cross-linking agent, and a cross-linking aid, and uniformly mixing.
【0079】表1の組成のマスターバッチ212部当た
り、発泡剤としてADCA4部、OBSH4部、発泡助
剤として尿素2部、パーオキサイド架橋剤として2,5
−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキ
サン(商品名:パーヘキサ25B−40 ;日本油脂
(株)製)15部、架橋助剤としてトリアリルイソシア
ヌレート(商品名:TAIC−M60 ;日本化成
(株)製)8.5部を加え、オープンロールにて混合
し、導電性発泡ゴム層用の未加硫ゴム組成物を調製し
た。For 212 parts of the master batch having the composition shown in Table 1, 4 parts of ADCA and 4 parts of OBSH as foaming agents, 2 parts of urea as foaming aid, and 2.5 parts of peroxide crosslinking agent
-Dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane (trade name: Perhexa 25B-40; manufactured by NOF Corporation), 15 parts, triallyl isocyanurate (trade name: TAIC-M60; 8.5 parts of Nippon Kasei Co., Ltd.) were added and mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition for a conductive foamed rubber layer.
【0080】ここで調製した未加硫ゴム組成物を用い、
実施例1と同様の方法により、スポンジローラを作製し
た。従って、外径12mm、つまり、発泡体状の導電性
ゴム層の肉厚は3mmのスポンジローラが得られた。得
られた導電性発泡ゴム層の硬度はASKER−Cで41
°であった。加えて、この段階で、導電性発泡ゴム層表
面の性状を観察したところ、微小な凹部跡も目につき、
また、明らかな表面の凹凸も一見しだけで、判別され
た。Using the unvulcanized rubber composition prepared here,
A sponge roller was manufactured in the same manner as in Example 1. Accordingly, a sponge roller having an outer diameter of 12 mm, that is, a foamed conductive rubber layer having a thickness of 3 mm was obtained. The hardness of the obtained conductive foamed rubber layer was 41 by ASKER-C.
°. In addition, at this stage, when the properties of the surface of the conductive foam rubber layer were observed, traces of minute recesses were also noticeable,
In addition, apparent surface irregularities were determined at a glance.
【0081】次いで、スポンジローラの表面に、実施例
1と同じ方法で表面層をコーティングした。最後に、両
端部を切断して、ゴム長224mmの帯電ローラーを得
た。Next, the surface of the sponge roller was coated with a surface layer in the same manner as in Example 1. Finally, both ends were cut to obtain a charging roller having a rubber length of 224 mm.
【0082】この帯電ローラーについて、端部より30
mmの部分において、その表面粗さ(Rz)の測定を行
った。本例で作製した帯電ローラは、Rzの値は21μ
mであり、この大きな表面粗さは、導電性発泡ゴム層の
表面性状をそのまま反映したものであった。With respect to this charging roller, 30 minutes from the end
The surface roughness (Rz) was measured at the portion of mm. The charging roller manufactured in this example has an Rz value of 21 μm.
m, and this large surface roughness directly reflected the surface properties of the conductive foamed rubber layer.
【0083】さらに、本比較例2で作製した帯電ローラ
についても、実施例1と同じ手順・方法により、残留歪
み量の測定と画像評価を行った。その結果、残留歪み量
は25μmであり、また、帯電ローラの永久歪みがその
主原因となっていると判断される画像不良の発生は見ら
れなかった。Further, with respect to the charging roller manufactured in Comparative Example 2, measurement of residual distortion amount and image evaluation were performed by the same procedure and method as in Example 1. As a result, the residual distortion amount was 25 μm, and no image defect was determined, which was determined to be mainly caused by permanent distortion of the charging roller.
【0084】(比較例3)下記するゴム組成物を利用し
て、弾性体層を、発泡体状の導電性ゴム層に形成し、表
面層として、導電性のポリウレタン被膜を被覆して、帯
電ローラを作製しようと試みた。Comparative Example 3 An elastic layer was formed on a foamed conductive rubber layer using the following rubber composition, and a conductive polyurethane film was coated as a surface layer. I tried to make a roller.
【0085】発泡体状の導電性ゴム層の作製に用いたゴ
ム組成物は、下記する手順で、表1に示す組成のマスタ
−バッチを調製し、さらに、調製のされたマスタ−バッ
チに発泡剤、発泡助剤、パーオキサイド架橋剤、架橋助
剤を加えて、均一に混合して得られる組成を有する。The rubber composition used to form the foamed conductive rubber layer was prepared in the following procedure to prepare a master batch having the composition shown in Table 1, and further foamed into the prepared master batch. It has a composition obtained by adding an agent, a foaming aid, a peroxide cross-linking agent, and a cross-linking aid, and uniformly mixing.
【0086】表1の組成のマスターバッチ212部当た
り、発泡剤としてADCA4部、発泡助剤として尿素4
部、パーオキサイド架橋剤として2,5−ジメチル−
2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン(商品
名:パーヘキサ25B−40 ;日本油脂(株)製)
7.5部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート
(商品名:TAIC−M60 ;日本化成(株)製)5
部を加え、オープンロールにて混合し、導電性発泡ゴム
層用の未加硫ゴム組成物を調製した。For 212 parts of the master batch having the composition shown in Table 1, 4 parts of ADCA was used as a foaming agent, and 4 parts of urea were used as a foaming aid.
Part, 2,5-dimethyl- as a peroxide crosslinking agent
2,5-di (t-butylperoxy) hexane (trade name: Perhexa 25B-40; manufactured by NOF Corporation)
7.5 parts, triallyl isocyanurate (trade name: TAIC-M60; manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) as a crosslinking aid 5
The resulting mixture was mixed with an open roll to prepare an unvulcanized rubber composition for a conductive foamed rubber layer.
【0087】ここで調製した未加硫ゴム組成物を用い、
実施例1と同様の方法により、スポンジローラを作製し
た。従って、目標外径12mm、つまり、発泡体状の導
電性ゴム層の目標肉厚は3mmのスポンジローラの作製
を試みた。一次加硫と発泡を施し、脱型した段階で、得
られた発泡ゴム層表面の性状を観察したところ、微小な
凹部跡も目につき、また、明らかな表面の凹凸も一見し
だけで、判別された。導電性発泡ゴム層の硬度はASK
ER−Cで41°であった。加えて、この段階で、導電
性発泡ゴム層表面の性状を観察したところ、微小な凹部
跡も目につき、また、明らかな表面の凹凸も一見しだけ
で、判別された。Using the unvulcanized rubber composition prepared here,
A sponge roller was manufactured in the same manner as in Example 1. Therefore, an attempt was made to produce a sponge roller having a target outer diameter of 12 mm, that is, a target thickness of the foamed conductive rubber layer of 3 mm. At the stage of primary vulcanization and foaming and demolding, the properties of the obtained foamed rubber layer surface were observed, and fine concave marks were noticeable, and obvious surface irregularities were distinguished at a glance. Was done. The hardness of the conductive foam rubber layer is ASK
ER-C was 41 °. In addition, at this stage, when the properties of the surface of the conductive foamed rubber layer were observed, traces of minute concave portions were noticeable, and apparent surface irregularities were discriminated at a glance.
【0088】更に、二次加硫を施した後、導電性発泡ゴ
ム層表面の性状、全体的な変形の程度を、調査したとこ
ろ、表面層の被覆を行った後、微細な凹部跡は、導電性
のポリウレタン被膜により、埋められるとしても、表面
の凹凸、全体的な変形の程度は、表面粗さの評価、残留
歪み量の測定など、帯電ローラ物性の正当な評価が実施
できるか否かすら危ぶまれるものであった。Further, after the secondary vulcanization was performed, the properties of the surface of the conductive foamed rubber layer and the degree of overall deformation were examined. After the surface layer was coated, fine concave marks were found. Even if filled with a conductive polyurethane coating, the surface unevenness, the degree of overall deformation, the evaluation of the surface roughness, the measurement of the residual strain amount, etc., whether the proper evaluation of the physical properties of the charging roller can be performed Even it was at stake.
【0089】少なくとも、仮に表面粗さを評価したとす
れば、前記比較例2の帯電ローラのRz値;21μmを
遥かに超える値となっており、長期間圧接して、その前
後のにおける、ローラ層層厚の差異を測定する必要のあ
る、残留歪み量の測定は、正当に実施できない程度に達
していた。従って、最終的に得られる帯電ローラの物性
評価は、実施不能と判断した。At least, if the surface roughness was evaluated, the Rz value of the charging roller of Comparative Example 2 was a value far exceeding 21 μm. The measurement of the residual strain amount, which needs to measure the difference in the layer thickness, has reached a level that cannot be properly performed. Therefore, the evaluation of the physical properties of the finally obtained charging roller was judged to be impossible.
【0090】表2と表3に、実施例1〜3ならびに比較
例1〜3において調製したゴム組成物の組成、それを用
いて作製された帯電ローラに対する評価の結果をそれぞ
れまとめて示す。Tables 2 and 3 collectively show the compositions of the rubber compositions prepared in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 3, and the results of evaluation of the charging roller produced using the same.
【0091】[0091]
【表2】 [Table 2]
【0092】[0092]
【表3】 [Table 3]
【0093】帯電ローラに利用する弾性ローラは、その
ローラ層を構成する弾性体層、例えば、導電性の発泡ゴ
ム層は、低硬度であることが要望され、その硬度はAS
KER−Cで、高くとも50°を超えない範囲、好まし
くは45°以下の範囲に選択し、また、用いるトナー粒
子径にもよるものの、表面層を被覆した表面の、表面粗
さ;Rz値は、好ましくは10μm以下、より好ましく
は、5μm以下の範囲に選択することが好ましい。同時
に、ローラの圧縮永久歪み量を、大きくとも50μm以
下、好ましくは、40μm以下の範囲であることが、帯
電ローラの変形による画像不良の発生を回避する上で好
ましい。For the elastic roller used for the charging roller, an elastic layer constituting the roller layer, for example, a conductive foamed rubber layer is required to have low hardness, and the hardness is AS.
Rz value of KER-C is selected at most not more than 50 °, preferably not more than 45 °, and depending on the toner particle diameter used, the surface roughness of the surface coated with the surface layer; Is preferably selected within a range of preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less. At the same time, it is preferable that the amount of compression set of the roller is at most 50 μm or less, preferably 40 μm or less, in order to avoid occurrence of image defects due to deformation of the charging roller.
【0094】以上の好ましい特性値の基準に照らすと、
表2に示されるように、本発明のゴム組成物を用いて作
製される帯電ローラは、硬度は、ASKER−Cで、高
いものでも42°、従って、45°以下の範囲に、圧縮
永久歪みは、最大のものでも、40μm以下の範囲であ
り、また、表面粗さ;Rz値は、10μm以下で、おお
むね5μm程度になっている。すなわち、感光体表面と
良好な接触ができ、しかも、長期間感光体に圧接された
状態に保った後も、残留歪み量は低い範囲に留めること
ができている。その結果、感光体に対する帯電ローラの
良好な接触状態が維持でき、帯電ムラもなく、画像不良
の発生を起こさないものが得られている。In light of the above-mentioned preferable characteristic value criteria,
As shown in Table 2, the charging roller manufactured by using the rubber composition of the present invention has an ASKER-C hardness of 42 ° even at the highest, and thus has a compression set of 45 ° or less. Is at most 40 μm or less, and the surface roughness; Rz value is 10 μm or less, and is approximately 5 μm. That is, good contact with the surface of the photoconductor can be achieved, and the residual strain can be kept in a low range even after being kept in pressure contact with the photoconductor for a long time. As a result, a favorable contact state of the charging roller with respect to the photoreceptor can be maintained, and there is obtained a charging roller having no charging unevenness and causing no image defects.
【0095】[0095]
【発明の効果】本発明のゴム組成物は、ウレタンゴムや
シリコーンゴム以外の、安価に入手可能な、より汎用性
の原料ゴムのなかで、架橋剤として、汎用される加硫剤
である硫黄に加えて、有機過酸化物架橋剤(パーオキサ
イド架橋剤)によっても架橋が可能な原料ゴムを選択
し、発泡剤と、主な架橋剤として、有機過酸化物架橋剤
(パーオキサイド架橋剤)を使用し、副次的な架橋剤と
して、硫黄を若干量併用する形態とし、加熱下、発泡
と、架橋処理とを施して、発泡体状のゴム成型体を得る
ものである。発泡体状とし、用いる原料ゴムの架橋密度
を調製して、目的とする低硬度を達成しつつ、主な架橋
剤として、有機過酸化物架橋剤(パーオキサイド架橋
剤)を使用することで、圧縮永久歪みも小さい発泡ゴム
層の作製を可能としている。加えて、副次的な架橋剤と
して、硫黄を若干量併用することによって、有機過酸化
物架橋剤(パーオキサイド架橋剤)による架橋反応にお
ける課題、残留している酸素の影響による、表面近傍に
おけるパーオキサイド加硫の阻害に対して、硫黄による
加硫反応によって、全体の架橋密度を補い、また、内部
では、パーオキサイド加硫に対して、リターダーとして
作用して、発泡反応と架橋反応とのバランスが図られる
条件をより広くしている。その結果、パーオキサイド加
硫による架橋を行う際、しばしば、発泡倍率の局所的な
不均一さ、あるいは、発泡ゴム層表面における気泡が脱
した跡の凹部の発生が、大きな表面粗さの要因となって
いたが、これらの成形性の低下要因を、若干量併用する
硫黄の作用で補償することで、発泡に伴う表面の凹凸形
状の形成も抑制され、例えば、金型と接する表面はスキ
ン層に形成でき、結果として、表面粗さの小さな発泡の
ゴム成形体を与えるものである。すなわち、前記の利点
を有するゴム組成物を用いて作製される本発明の弾性ロ
ーラは、低硬度で圧縮永久歪みが小さく、また、表面粗
さも小さくなっており、長期放置による帯電ローラの変
形による画像不良などを防止できる利点を有する。加え
て、本発明の弾性ローラは、帯電ローラと同じく、電子
写真装置で使用される各種の導電性を有する弾性ロー
ラ、例えば、現像ローラ、転写ローラに適用した際に
も、良好な接触状態は、長期間圧接状態に置かれたにも
維持でき、長期にわたり、良好な画質を維持するため、
何れも貢献し、好適に利用できる。。EFFECTS OF THE INVENTION The rubber composition of the present invention is one of the more widely available raw rubbers other than urethane rubber and silicone rubber, which is a widely used vulcanizing agent as a crosslinking agent. In addition, a raw rubber that can be cross-linked with an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) is selected, and a foaming agent and, as a main cross-linking agent, an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) Is used in a form in which a small amount of sulfur is used in combination as a secondary crosslinking agent, and foaming and crosslinking treatment are performed under heating to obtain a foamed rubber molded article. By using an organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent) as a main cross-linking agent while forming a foam and adjusting the cross-linking density of the raw rubber to be used to achieve the desired low hardness, This makes it possible to produce a foamed rubber layer having a small compression set. In addition, by using a small amount of sulfur as a secondary cross-linking agent, the problem in the cross-linking reaction with the organic peroxide cross-linking agent (peroxide cross-linking agent), In order to prevent peroxide vulcanization, the vulcanization reaction with sulfur compensates for the overall crosslink density, and internally, it acts as a retarder for peroxide vulcanization, causing a reaction between the foaming reaction and the crosslinking reaction. The conditions under which balance is achieved are broadened. As a result, when performing cross-linking by peroxide vulcanization, local unevenness of the expansion ratio is often uneven, or the occurrence of recesses on the surface of the foamed rubber layer is a factor of large surface roughness. However, by compensating for these deteriorating factors by the action of sulfur used together in a small amount, the formation of irregularities on the surface due to foaming is also suppressed.For example, the surface in contact with the mold has a skin layer. Thus, a foamed rubber molded article having a small surface roughness can be obtained. That is, the elastic roller of the present invention produced using the rubber composition having the above advantages has a low hardness, a small compression set, and a small surface roughness. This has the advantage that image defects can be prevented. In addition, the elastic roller of the present invention, like the charging roller, has a good contact state when applied to an elastic roller having various conductivity used in an electrophotographic apparatus, for example, a developing roller and a transfer roller. , It can be maintained even if it is placed in pressure contact for a long time, and to maintain good image quality for a long time,
Both contribute and can be used favorably. .
【図1】本発明の弾性ローラの構成の一例を模式的に示
す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the configuration of an elastic roller of the present invention.
1 弾性ローラ(帯電ローラ) 11 芯金 12 弾性体層(導電性発泡ゴム層) 13 表面層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Elastic roller (charging roller) 11 Core metal 12 Elastic body layer (conductive foamed rubber layer) 13 Surface layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08K 5/14 C08K 5/3477 5/3477 F16C 13/00 B F16C 13/00 B29K 9:00 // B29K 9:00 B29C 67/22 Fターム(参考) 3J103 AA02 AA13 BA41 GA02 GA52 HA03 HA20 HA53 4F074 AA06 AA08 AA09 AA25 AC03 AD08 AD13 AG20 BA03 BA13 BA14 BA16 BA17 BA18 BA19 CC06X DA24 DA47 DA59 4F212 AA09E AB02 AB03 AD03 AG03 AG20 AH04 UA01 UA09 UB01 UB11 UB22 UG05 UN04 UN05 UW06 4J002 AC012 AC032 AC062 AC072 AC082 AC122 BB181 DA046 EK036 EK046 EK056 EQ018 EQ028 ES008 ET008 EU187 EU197 FD146 FD157 FD328 GM00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C08K 5/14 C08K 5/3477 5/3477 F16C 13/00 B F16C 13/00 B29K 9:00 // B29K 9:00 B29C 67/22 F-term (reference) 3J103 AA02 AA13 BA41 GA02 GA52 HA03 HA20 HA53 4F074 AA06 AA08 AA09 AA25 AC03 AD08 AD13 AG20 BA03 BA13 BA14 BA16 BA17 BA18 BA19 CC06X DA24 DA47 DA59 4F212 AA09A03 AG03 AG03 AB03 AD03 UA09 UB01 UB11 UB22 UG05 UN04 UN05 UW06 4J002 AC012 AC032 AC062 AC072 AC082 AC122 BB181 DA046 EK036 EK046 EK056 EQ018 EQ028 ES008 ET008 EU187 EU197 FD146 FD157 FD328 GM00
Claims (6)
る架橋処理を同時に施することにより発泡体状のゴム成
型物を与える、少なくとも、原料ゴムと、それに対する
架橋剤と、発泡剤とを含んでなるゴム組成物であって、 前記原料ゴムは、有機過酸化物、硫黄のいずれでも架橋
が可能であり、 前記架橋剤として、主な架橋剤として有機過酸化物を、
副次的な架橋剤として硫黄を、共に含有し、 原料ゴム100質量部当たりの、硫黄の含有量が0.1
〜1質量部の範囲に選択されていることを特徴とするゴ
ム組成物。1. A foamed rubber molded product is obtained by simultaneously performing foaming with a foaming agent and crosslinking treatment with a crosslinking agent under heating. At least a raw rubber, a crosslinking agent therefor, and a foaming agent are provided. A rubber composition comprising: the raw rubber is capable of being crosslinked by any of an organic peroxide and sulfur; and as the crosslinking agent, an organic peroxide as a main crosslinking agent.
It also contains sulfur as a secondary cross-linking agent, and has a sulfur content of 0.1 per 100 parts by mass of the raw rubber.
A rubber composition selected from the range of 1 to 1 part by mass.
・プロピレン・ジエン共重合体を含有してなることを特
徴とする請求項1に記載のゴム組成物。2. The rubber composition according to claim 1, wherein an ethylene / propylene / diene copolymer is contained as a main component of the raw rubber.
アリルシアヌレートまたは、トリアリルイソシアヌレー
トを含有することを特徴とする請求項1または2に記載
のゴム組成物。3. The rubber composition according to claim 1, further comprising triallyl cyanurate or triallyl isocyanurate as a crosslinking aid in addition to the crosslinking agent.
とを含んでなる弾性ローラであって、 前記ローラ層は、少なくとも、請求項1〜3のいずれか
に記載されるゴム組成物を発泡・架橋処理して得られる
発泡体状のゴム成型物からなる弾性体層を含んでなるこ
とを特徴とする弾性ローラ。4. An elastic roller comprising a cored bar and a roller layer provided on the outer periphery thereof, wherein the roller layer is at least the rubber composition according to claim 1. An elastic roller comprising an elastic layer made of a foamed rubber molded product obtained by subjecting a foam to a foaming / crosslinking treatment.
体層と芯金とが一体化されており、 前記芯金と弾性体層との一体化は、 芯金部材を軸中心とし、その外周に配した請求項1〜3
のいずれかに記載のゴム組成物の層を、円筒形金型の内
面と同心軸上に前記芯金部材を保持する機構を具えた蓋
体を両端に有する金型内に、前記芯金部材とともに、前
記保持機構を用いて収納し、前記金型内において、加熱
下、発泡と架橋処理を施して発泡体状のゴム成型物とす
ることで、一体成形されたものであることを特徴とする
請求項4に記載の弾性ローラ。5. The elastic body layer made of a foamed rubber molded article and a core are integrated, and the integration of the core and the elastic layer is performed around a core metal member as an axis, Claims 1-3 arranged on the outer periphery
The layer of the rubber composition according to any one of the above, the core metal member in a mold having a lid body provided at both ends with a mechanism for holding the core metal member on a concentric axis with the inner surface of a cylindrical mold. Along with storing using the holding mechanism, in the mold, under heating, subjected to foaming and cross-linking treatment to form a foamed rubber molded product, characterized by being integrally molded. The elastic roller according to claim 4, wherein
被覆形成された表面層を有する積層構造であることを特
徴とする請求項4または5に記載の弾性ローラ。6. The elastic roller according to claim 4, wherein the roller layer has a laminated structure having a surface layer formed on the outer surface of the elastic layer.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN115819896A (en) * | 2022-12-30 | 2023-03-21 | 易宝(福建)高分子材料股份公司 | Low-sulfur high-polymer foaming material and preparation method thereof |
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2001
- 2001-02-22 JP JP2001046848A patent/JP2002249627A/en active Pending
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