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JP2009265157A - Manufacturing method for conductive roller and conductive roller - Google Patents

Manufacturing method for conductive roller and conductive roller Download PDF

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JP2009265157A
JP2009265157A JP2008111343A JP2008111343A JP2009265157A JP 2009265157 A JP2009265157 A JP 2009265157A JP 2008111343 A JP2008111343 A JP 2008111343A JP 2008111343 A JP2008111343 A JP 2008111343A JP 2009265157 A JP2009265157 A JP 2009265157A
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JP
Japan
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conductive
liquid
conductive roller
carbon black
roller
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JP2008111343A
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Japanese (ja)
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Hidetoshi Ichige
秀俊 市毛
Akihiro Suzuki
昭洋 鈴木
Yuichiro Hikita
雄一郎 疋田
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Canon Chemicals Inc
Original Assignee
Canon Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive roller and a manufacturing method for it, improving dispersion of a surface layer forming coating liquid for the conductive roller requiring precise control, stably controlling a surface layer to have surface roughness and surface area ratio higher than a certain level, and forming a favorable image. <P>SOLUTION: In this conductive roller, a conductive rubber substrate is provided on a conductive core, and the surface layer where crosslinking resin particles are dispersed is provided on the outermost surface. The surface roughness of the conductive roller is 1.5-2.5 μm, and the surface area ratio expressed by formula (I): (surface area ratio)=S/S<SB>0</SB>is 1.2-2.0. (in the formula, S is a measured surface area of the conductive roller surface, and S<SB>0</SB>is a theoretical surface area when the surface of the conductive roller is an ideal plane). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は電子写真装置、静電記録装置等に用いられる導電性ローラに関する。詳しくは、導電性カーボンブラックを含む表面層形成用塗工液により形成された表面層を有する導電性ローラに関する。   The present invention relates to a conductive roller used in an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus or the like. Specifically, the present invention relates to a conductive roller having a surface layer formed by a surface layer forming coating solution containing conductive carbon black.

一般に、電子写真装置では、光導電性を有する感光体表面を帯電し、感光体の表面に画像光を露光して静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを静電吸着させてトナー像として顕在化し、このトナー像を用紙に転写し、その転写像を圧力や熱にて用紙に定着する。また、転写後に感光体表面は、残留トナーが除去され(クリーニングされ)、再度、帯電、露光、現像などが繰り返される。これら工程において種々のローラが使用されている。つまり、帯電工程では帯電ローラ、現像工程では現像ローラ、転写工程では転写ローラなどである。   Generally, in an electrophotographic apparatus, the surface of a photoconductor having photoconductivity is charged, image light is exposed on the surface of the photoconductor to form an electrostatic latent image, and toner is electrostatically adsorbed on the electrostatic latent image. The toner image is manifested as a toner image, the toner image is transferred onto a sheet, and the transferred image is fixed on the sheet with pressure or heat. Further, after the transfer, the surface of the photoreceptor is freed of residual toner (cleaned), and charging, exposure, development, and the like are repeated again. Various rollers are used in these processes. That is, a charging roller in the charging process, a developing roller in the developing process, a transfer roller in the transferring process, and the like.

現在の電子写真装置おいて、接触式一成分現像装置が主に使用されている。このような接触式一成分現像装置に用いる導電性ローラとして、半導電性弾性ローラを用いるのが主流となっている。具体的には、導電剤を添加することにより中抵抗領域に調整された厚さ数mmのゴムで構成された弾性層の周面上に、厚さ数μm乃至数十μmの同じく導電剤を添加することにより中抵抗領域に調整された樹脂層(表面層)で構成されたローラが用いられている。   In current electrophotographic apparatuses, a contact type one-component developing apparatus is mainly used. As a conductive roller used in such a contact type one-component developing device, a semiconductive elastic roller is mainly used. Specifically, the same conductive agent having a thickness of several μm to several tens of μm is formed on the peripheral surface of the elastic layer made of rubber having a thickness of several mm adjusted to the middle resistance region by adding the conductive agent. A roller composed of a resin layer (surface layer) adjusted to a medium resistance region by addition is used.

この表面層の形成には、樹脂及び導電剤等の添加剤を有機溶剤等に溶解あるいは分散して塗布液となし、これを弾性層の表面上に塗工することにより形成する方法が採用されることがある。この塗工液を作製する方法として、ビーズ等を用いたミルによる分散が挙げられる。   For the formation of this surface layer, a method is adopted in which an additive such as a resin and a conductive agent is dissolved or dispersed in an organic solvent or the like to form a coating liquid, which is applied onto the surface of the elastic layer. Sometimes. As a method for producing this coating liquid, dispersion by a mill using beads or the like can be mentioned.

弾性層、表面層を導電性にするために、導電剤が適宜選択されて使用されている。ここで、導電剤としては、弾性層用のゴム、樹脂に、また表面層用の樹脂への、混練性、分散性、成形性、経済性などに優れる点からカーボンブラックが使用されることが多い。   In order to make the elastic layer and the surface layer conductive, a conductive agent is appropriately selected and used. Here, as the conductive agent, carbon black may be used because it is excellent in kneadability, dispersibility, moldability, economy, etc., in rubber and resin for elastic layers, and in resin for surface layers. Many.

ところで、カーボンブラックは、各種炭化水素を不完全燃焼させて得られる微細な球状粒子の集合体である。樹脂やゴムに少量充填するだけで高い導電性を発現しうるカーボンブラックは、特に導電性カーボンブラックと呼ばれ、通常のカーボンブラックと区別されている。それに伴い、通常のカーボンブラックと比べて高い導電性を発現する導電性カーボンブラックは、高濃度に微分散させることが困難であり、また分散安定性も悪く、経済性にも劣るといった問題がある。   Incidentally, carbon black is an aggregate of fine spherical particles obtained by incomplete combustion of various hydrocarbons. Carbon black that can exhibit high conductivity only by filling a small amount of resin or rubber is called conductive carbon black, and is distinguished from ordinary carbon black. Along with this, conductive carbon black that exhibits higher conductivity than ordinary carbon black is difficult to finely disperse at a high concentration, has poor dispersion stability, and is inferior in economic efficiency. .

導電性カーボンブラックは、導電性フィラーとして広く普及しているものの、その粒子径やストラクチャーが小さくなるほど、粒子間の凝集力が強くなる。そのために、樹脂やゴム中への分散性が悪くなり、また分散しても再凝集して集合体となりやすく、分散が困難になるといった欠点を有するものであるため、そのさらなる開発が待ち望まれている。   Although conductive carbon black is widely spread as a conductive filler, the smaller the particle size and structure, the stronger the cohesive force between the particles. For this reason, dispersibility in resins and rubbers deteriorates, and even if dispersed, they tend to re-aggregate into aggregates, making dispersion difficult. Yes.

一方、表面層塗工液の調製では、最初に表面層樹脂材料にカーボンブラックを分散させ、分散が十分に進行したところに、溶剤中に分散させた架橋樹脂粒子を添加するという手順で行われる。そのとき、架橋樹脂粒子分散液の添加により、カーボンブラック分散液と該架橋樹脂粒子を分散させている溶剤との接触により、いわゆる溶剤ショックを起こし、カーボンブラックが再凝集する。その結果、塗工液は、チクソ性が消失し、塗工時に架橋樹脂粒子を弾性層(導電性ゴム基層)上に十分な量、保持することができず、導電性ローラとして重要な機能である表面粗さや表面積比を、架橋樹脂粒子添加によりあげることができない問題があった。   On the other hand, the preparation of the surface layer coating liquid is performed by a procedure in which carbon black is first dispersed in the surface layer resin material, and the dispersed resin particles dispersed in the solvent are added when the dispersion has sufficiently progressed. . At that time, the addition of the crosslinked resin particle dispersion causes a so-called solvent shock due to contact between the carbon black dispersion and the solvent in which the crosslinked resin particles are dispersed, and the carbon black reaggregates. As a result, the coating liquid loses thixotropy and cannot retain a sufficient amount of the crosslinked resin particles on the elastic layer (conductive rubber base layer) during coating, which is an important function as a conductive roller. There is a problem that a certain surface roughness and surface area ratio cannot be increased by addition of crosslinked resin particles.

カーボンブラックが再凝集するのを防ぐ手段として、水系分散液に対してではあるが、分散液に対して無機粉粒体、分散剤、水性媒体、水溶性増粘剤を含む希釈液で濃度調整を行う方法が提案されている(特許文献1)。   As a means to prevent carbon black from re-aggregating, the concentration is adjusted with a diluent containing inorganic particles, dispersant, aqueous medium, and water-soluble thickener, although it is for aqueous dispersions. The method of performing is proposed (Patent Document 1).

しかし、この特許文献1に記載の方法では、導電性ローラの機能とは関連しない成分を含有させることとなり、導電性ローラと直接接触する感光体に影響を与えるリスクが生じる。また、製造に必要な原料を増やすことによって、コスト面についても不利になる。
特許登録03909191号公報
However, in the method described in Patent Document 1, a component that is not related to the function of the conductive roller is included, and there is a risk of affecting the photosensitive member that directly contacts the conductive roller. In addition, increasing the amount of raw materials necessary for production also disadvantages the cost.
Japanese Patent Registration No. 0309191

本発明の目的は、緻密なコントロールが求められる導電性ローラの表面層形成用塗工液の分散を改善し、表面層を安定して、ある水準以上の表面粗さ及び表面積比で制御可能とし、良好な画像を形成可能な導電性ローラとその製造方法を提供することにある。   The object of the present invention is to improve the dispersion of the coating solution for forming the surface layer of the conductive roller that requires precise control, and to make the surface layer stable and controllable with a surface roughness and surface area ratio above a certain level. Another object of the present invention is to provide a conductive roller capable of forming a good image and a manufacturing method thereof.

本発明者らは、綿密な制御が求められる導電性ローラの表面層形成用塗工液の分散について、安定かつ、塗工液として性能を満足する分散方法を鋭意検討した。その結果、架橋樹脂粒子分散液の添加の方法によって、導電性ローラの表面層として形成した場合の表面粗さや表面積比が変わることが明らかとなった。さらに検討したところ、特定のカーボンブラックを用いた場合において、架橋樹脂粒子分散液を、ある一定速度以下で添加をすることによって、導電性ローラの表面層として形成した場合、安定して一定水準の表面粗さと表面積比を有する導電性ローラが得られることも明らかとなった。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。   The present inventors have intensively studied a dispersion method that stably satisfies the performance as a coating liquid with respect to the dispersion of the coating liquid for forming a surface layer of a conductive roller that requires precise control. As a result, it was clarified that the surface roughness and the surface area ratio when formed as the surface layer of the conductive roller were changed by the method of adding the crosslinked resin particle dispersion. Further examination revealed that when a specific carbon black was used, the cross-linked resin particle dispersion was added as a surface layer of a conductive roller by adding it at a certain speed or less, so that a stable and constant level was obtained. It has also been found that a conductive roller having a surface roughness and a surface area ratio can be obtained. The present invention has been made based on these findings.

すなわち、本発明は、導電性芯金上に、導電性ゴム基層を有し、最表面に架橋樹脂粒子が分散された表面層を有する導電性ローラであって、該導電性ローラの表面粗さRaは1.5乃至2.5μmであり、かつ、下記式(I)で表される表面積比が1.2乃至2.0であることを特徴とする導電性ローラである。
表面積比=S/S0 (I)
(式中、Sは導電性ローラ表面の実測表面積であり、S0は該導電性ローラの表面を理想的な平面とした場合の理論表面積である。)
That is, the present invention is a conductive roller having a conductive rubber base layer on a conductive metal core and having a surface layer in which crosslinked resin particles are dispersed on the outermost surface, the surface roughness of the conductive roller being The conductive roller is characterized in that Ra is 1.5 to 2.5 μm, and a surface area ratio represented by the following formula (I) is 1.2 to 2.0.
Surface area ratio = S / S 0 (I)
(In the formula, S is the measured surface area of the surface of the conductive roller, and S 0 is the theoretical surface area when the surface of the conductive roller is an ideal plane.)

また、本発明は、導電性芯金上に、導電性ゴム基層を有し、最表面に架橋樹脂粒子が分散された表面層を有する、上記導電性ローラの製造方法であって、下記工程により調製された表面層塗工液を導電性ゴム基層に塗布することにより表面層を形成することを特徴とする導電性ローラの製造方法である:
表面層形成用樹脂原料及び溶剤混合液の中に、表面層形成用樹脂に対し5乃至30質量%のカーボンブラックを分散させ、A液を得る工程;
粒子径が3乃至30μmである架橋樹脂粒子を溶剤中に10乃至40質量%の濃度で分散させ、B液を得る工程;及び、
攪拌しているA液中に、添加速度が1秒当たりB液量の1/200以下であり、かつ、その添加量がA液に対して質量比(B/A)で2倍以下であるように、B液を加える工程。
Further, the present invention is a method for producing the above conductive roller having a conductive rubber base layer on a conductive core metal and having a surface layer in which crosslinked resin particles are dispersed on the outermost surface. A method for producing a conductive roller, wherein the surface layer is formed by applying the prepared surface layer coating liquid to the conductive rubber base layer:
A step of dispersing 5 to 30% by mass of carbon black with respect to the resin for forming the surface layer in the resin material for forming the surface layer and the solvent mixture to obtain a liquid A;
A step of dispersing crosslinked resin particles having a particle diameter of 3 to 30 μm in a solvent at a concentration of 10 to 40% by mass to obtain a liquid B; and
In the liquid A being stirred, the addition rate is 1/200 or less of the B liquid amount per second, and the addition amount is 2 times or less in mass ratio (B / A) to the A liquid. Step of adding the B liquid.

さらに、本発明は、カーボンブラックは、DBP吸収量が120ml/100g以下であり、平均一次粒子径が0.03μm以下であり、pHが8.0以下であり、粉状であり、かつ、該カーボンブラックの比着色力が90%乃至150%である上記の導電性ローラの製造方法である。   Further, according to the present invention, the carbon black has a DBP absorption of 120 ml / 100 g or less, an average primary particle size of 0.03 μm or less, a pH of 8.0 or less, a powder, and the carbon black This is a method for producing the above conductive roller, wherein the specific coloring power of carbon black is 90% to 150%.

本発明により、緻密なコントロールが求められる導電性ローラの表面層形成用塗工液の分散が改善されているので、表面層が安定してある水準以上の表面粗さに制御可能された、良好な画像が形成可能な導電性ローラが提供される。また、安定した表面粗さの導電性ローラその製造方法が提供される。   According to the present invention, since the dispersion of the coating liquid for forming the surface layer of the conductive roller that requires precise control is improved, the surface layer can be stably controlled to a surface roughness of a certain level or better. A conductive roller capable of forming a clear image is provided. In addition, a conductive roller having a stable surface roughness and a method for manufacturing the same are provided.

本発明は、電子写真装置の帯電、現像、転写部位で用いられる導電性ローラであって、導電性芯金上に、導電性ゴム基層を有し、最表面に架橋樹脂粒子が分散された表面層を有する導電性ローラにかかる。   The present invention relates to a conductive roller used at a charging, developing, and transfer site of an electrophotographic apparatus, having a conductive rubber base layer on a conductive metal core, and a surface on which crosslinked resin particles are dispersed on the outermost surface Over a conductive roller having a layer.

本発明の導電性ローラは、基本的な構成が図1((a)斜視図、(b)断面図)に示したようになっている。すなわち、上記したように、本発明の導電性ローラ1は、導電性時芯金2の回りに導電性ゴム基層3(弾性層ともいう)が設けられており、更にその外層として架橋樹脂粒子5を含む表面層4が形成されている。   The basic structure of the conductive roller of the present invention is as shown in FIG. 1 ((a) perspective view, (b) sectional view). In other words, as described above, the conductive roller 1 of the present invention is provided with the conductive rubber base layer 3 (also referred to as an elastic layer) around the conductive metal core 2, and the cross-linked resin particles 5 as an outer layer thereof. The surface layer 4 containing is formed.

本発明では、該導電性ローラ1はその表面粗さRaが1.5乃至2.5μmであり、かつ、下記式(I)で表される表面積比が1.2乃至2.0であることが必要である。
表面積比=S/S0 (I)
(式中、Sは導電性ローラ表面の実測表面積であり、S0は該導電性ローラの表面を理想的な平面とした場合の理論表面積である。)
In the present invention, the conductive roller 1 has a surface roughness Ra of 1.5 to 2.5 μm and a surface area ratio represented by the following formula (I) of 1.2 to 2.0. is required.
Surface area ratio = S / S 0 (I)
(In the formula, S is the measured surface area of the surface of the conductive roller, and S 0 is the theoretical surface area when the surface of the conductive roller is an ideal plane.)

なお、表面粗さRaは、JIS B0601―2001に準拠する、表面粗さ測定器「サーフコーダSE3500」(商品名、株式会社小坂研究所製)にて、長手方向3箇所、周方法3箇所の計9ヶ所を測定し、長手方向のそれぞれでの測定値を平均したものである。ここで、基準線長さ及びカットオフ値はそれぞれ25mm、2.5mmとした。   In addition, the surface roughness Ra is 3 points in the longitudinal direction and 3 places in the circumferential method using a surface roughness measuring instrument “Surf Corder SE3500” (trade name, manufactured by Kosaka Laboratory Co., Ltd.) in accordance with JIS B0601-2001. A total of 9 points were measured, and the measured values in the longitudinal direction were averaged. Here, the reference line length and the cutoff value were 25 mm and 2.5 mm, respectively.

また、導電性ローラ表面の表面積は、表面粗さRaを測定した箇所のほぼ中央を、超深度形状測定顕微鏡「VK−8510」(商品名、株式会社キーエンス製)を用いて、0.03mm2の範囲の面積を実測したものである。なお、長手方向のそれぞれの測定値を平均して評価に供する。   Further, the surface area of the surface of the conductive roller is in the range of 0.03 mm <2> using the ultra-deep shape measuring microscope "VK-8510" (trade name, manufactured by Keyence Corporation) at the center of the portion where the surface roughness Ra is measured. Is an actual measurement of the area. In addition, each measured value of a longitudinal direction is averaged and used for evaluation.

表面粗さRaが2.5μmを超えると、連続使用すると当接している感光体などを削ることがあり、その削れのために現像ローラ上のトナー付着性にムラが生じ、結果として画像ムラが発生する問題がある。また、表面粗さRaが1.5μm未満ではトナーの搬送性が劣るようになり、適正な濃度を出すことが困難になるので好ましくない。   If the surface roughness Ra exceeds 2.5 μm, the abutting photoconductor may be scraped if used continuously, resulting in irregularities in toner adhesion on the developing roller, resulting in image irregularities. There are problems that occur. On the other hand, when the surface roughness Ra is less than 1.5 μm, the toner transportability becomes inferior and it is difficult to obtain an appropriate density, which is not preferable.

一方、現像ローラの表面積比が2.0を超えると、トナー搬送性が大きくなりすぎるために現像ローラ上へのトナー付着性にムラが生じ、特にハーフトーン画像においてムラが発生することがある。また、表面積比が1.2を下回る場合には、現像ローラにおいてトナー搬送性が低下し、適正な濃度を出すことが困難となることがある。   On the other hand, when the surface area ratio of the developing roller exceeds 2.0, the toner transportability becomes too large, causing unevenness in toner adhesion on the developing roller, and in particular, unevenness may occur in a halftone image. On the other hand, when the surface area ratio is less than 1.2, the toner transportability of the developing roller is lowered, and it may be difficult to obtain an appropriate density.

また、表面層の厚みとしては、5μm乃至80μm、特に10μm乃至50μmとするのが望ましい。表面層が厚み5μmより薄いと弾性層中から低分子量成分が染み出して感光体を汚染したり、表面層が剥れたりする恐れがあり、80μmより厚いと現像ローラの表面が硬くなり、トナー劣化を引き起こしやすく、画像性能が低下することがあり、好ましくない。   The thickness of the surface layer is preferably 5 μm to 80 μm, particularly 10 μm to 50 μm. If the surface layer is thinner than 5 μm, low molecular weight components may ooze out from the elastic layer and may contaminate the photoreceptor, or the surface layer may peel off. If the surface layer is thicker than 80 μm, the surface of the developing roller becomes hard, and the toner Deterioration is likely to occur and image performance may be deteriorated.

本発明の導電性ローラは、上記のような構造を有するものであるが、好ましくは、以下のようにして製造される。   The conductive roller of the present invention has the above-described structure, but is preferably manufactured as follows.

すなわち、導電性芯金上に、導電性ゴム基層が形成され、その上に更に架橋樹脂粒子が分散された表面層を形成する。ここにおいて、以下の工程により調製された表面層塗工液を該導電性ゴム基層に塗布する。   That is, a conductive rubber base layer is formed on a conductive metal core, and a surface layer in which crosslinked resin particles are further dispersed is formed thereon. Here, the surface layer coating solution prepared by the following steps is applied to the conductive rubber base layer.

工程1:表面層形成用樹脂原料及び溶剤混合液の中に、表面層形成用樹脂に対し5乃至30質量%のカーボンブラックを分散させ、A液を得る。
工程2:粒子径が3乃至30μmである架橋樹脂粒子を溶剤中に10乃至40質量%の濃度で分散させ、B液を得る。
工程3:攪拌しているA液中に、添加速度が1秒当たりB液量の1/200以下であり、かつ、その添加量がA液に対して質量比(B/A)で2倍以下であるように、B液を加える。
Process 1: Disperse 5-30 mass% carbon black with respect to resin for surface layer formation in the resin raw material for surface layer formation, and a solvent liquid mixture, and obtain A liquid.
Step 2: Crosslinked resin particles having a particle diameter of 3 to 30 μm are dispersed in a solvent at a concentration of 10 to 40% by mass to obtain a liquid B.
Step 3: In the liquid A being stirred, the addition rate is 1/200 or less of the liquid B per second, and the addition amount is twice the mass ratio (B / A) with respect to the liquid A. Add solution B as follows.

表面層形成用樹脂としては、導電性ゴム基層(弾性層)の材質により適宜好ましいものが選択されるが、塗工液とし易いこと、塗膜(表面層)の耐久性が良好であることから、ポリウレタン樹脂であることが好ましい。   As the resin for forming the surface layer, a preferable one is appropriately selected depending on the material of the conductive rubber base layer (elastic layer), but it is easy to use as a coating liquid and the durability of the coating film (surface layer) is good. A polyurethane resin is preferred.

表面層形成用樹脂として、ポリウレタン樹脂を用いた時、該原料はポリオール及びイソシアネートであり、カーボンブラックを分散する分散媒は、ポリオール及びイソシアネートを含む。また、溶剤としては、特にこれに限定されるものではないが、例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、アセトン等のケトン類、トルエン等の芳香族類、酢酸エチル等のエステル類、テトラヒドロフラン等のエーテル類が挙げられる。   When a polyurethane resin is used as the resin for forming the surface layer, the raw materials are polyol and isocyanate, and the dispersion medium in which carbon black is dispersed contains polyol and isocyanate. Further, the solvent is not particularly limited, but examples thereof include ketones such as methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone and acetone, aromatics such as toluene, esters such as ethyl acetate, and ethers such as tetrahydrofuran. Is mentioned.

本発明で用いるカーボンブラックは、表面層の導電性を整えるために加えるもので、導電性ローラを製造するのに使用されるものから適宜選択して用いることができる。しかしながら、本発明においては、そのDBP吸収量が120ml/100g以下であり、平均一次粒子径が0.03μm以下であり、かつpHが中性ないし酸性の領域に含まれるものが好ましい。   The carbon black used in the present invention is added for adjusting the conductivity of the surface layer, and can be appropriately selected from those used for producing a conductive roller. However, in the present invention, it is preferable that the DBP absorption amount is 120 ml / 100 g or less, the average primary particle diameter is 0.03 μm or less, and the pH is contained in a neutral or acidic region.

カーボンブラックのDBP吸収量が、120g/100g超であると、カーボンブラックを高濃度で分散させた際に、粘度が非常に高く、流動性に欠け、かつ分散性に劣り、導電性が低下する(漆黒性に劣り、微粒子になりにくい)といった多大な影響がある。つまり、このようなカーボンブラックを使用した表面層塗工液では導電性ローラの膜厚を均一にし、十分な導電性を持たせることが困難であることが多い。そこでかかる影響が及ばないDPB吸収量120ml/100g以下、好ましくは60ml/100g以下であることが好ましい。   When the DBP absorption amount of carbon black exceeds 120 g / 100 g, when carbon black is dispersed at a high concentration, the viscosity is very high, the fluidity is poor, the dispersibility is inferior, and the conductivity is lowered. (Inferior jetness and hard to become fine particles). That is, with such a surface layer coating solution using carbon black, it is often difficult to make the conductive roller uniform in thickness and to have sufficient conductivity. Therefore, it is preferable that the DPB absorption is 120 ml / 100 g or less, preferably 60 ml / 100 g or less, which does not have such influence.

カーボンブラックの平均一次粒子径が、カーボンブラックを十分に高濃度で分散させることができるので、0.03μm以下、好ましくは0.025μm以下であることがこの案しい。0.03μm超であると、高濃度に微分散させることが困難となりやすく、また分散安定性も悪くなりやすいことから、導電性ローラに必要な導電性を持たせることが困難であったり、経時による塗工液中でカーボンブラックが再凝集したりしやすい。   The average primary particle size of the carbon black is 0.03 μm or less, preferably 0.025 μm or less, because the carbon black can be dispersed at a sufficiently high concentration. If it exceeds 0.03 μm, it is difficult to finely disperse to a high concentration, and dispersion stability tends to deteriorate, so that it is difficult to give the conductive roller the necessary conductivity, It is easy for carbon black to re-agglomerate in the coating solution.

さらに、カーボンブラックは、分散媒に含まれるポリオール及びイソシアネートとの相溶性を考慮すると、そのpHは8.0以下であることが好ましく、さらに好ましくは7.0以下である。pHはカーボンブラック水懸濁液を煮沸後に冷却した泥状物のpH値を指す。   Furthermore, considering the compatibility with the polyol and isocyanate contained in the dispersion medium, the carbon black preferably has a pH of 8.0 or less, more preferably 7.0 or less. pH refers to the pH value of the sludge cooled after boiling the carbon black water suspension.

また、カーボンブラックは、分散性によりすぐれる点から、粉状であることが好ましく、また着色効果の点から、その比着色力が90%乃至150%であることが好ましい。なお、カーボンブラックの比着色力とは、JIS K6217−5:2001に規定されており、色の濃さ、すなわち白色顔料に対する隠遮度を表わすものであり、その値が大きいほど着色力が高い。カーボンブラックの場合、粒子径が小さく、比表面積が大きいほど比着色力も高くなるが、分散性や得られる分散体の粘度を考慮すると、比着色力は95%以上、好ましくは105%以上であることが望ましく、また、145%以下であることが望ましい。   Carbon black is preferably powdery from the viewpoint of excellent dispersibility, and its specific coloring power is preferably 90% to 150% from the viewpoint of coloring effect. The specific coloring power of carbon black is defined in JIS K6217-5: 2001, and represents the color density, that is, the degree of hiding with respect to the white pigment. The higher the value, the higher the coloring power. . In the case of carbon black, the smaller the particle size and the larger the specific surface area, the higher the specific coloring power. However, considering the dispersibility and the viscosity of the resulting dispersion, the specific coloring power is 95% or more, preferably 105% or more. It is desirable that it is 145% or less.

本発明においては、好ましくは前記のようなカーボンブラックを表面層形成用樹脂原料及び溶剤混合液の中に分散させる。   In the present invention, carbon black as described above is preferably dispersed in the resin material for forming the surface layer and the solvent mixture.

前記カーボンブラックは、樹脂原料に対し、通常、5乃至30質量%で添加するのが好ましい。カーボンブラックの添加量を5質量%以上とすると、表面層に導電性を付与することができ、30質量%までで必要量のカーボンブラックを加えることにより、導電性をコントロールすることが可能となる。   The carbon black is preferably added usually at 5 to 30% by mass with respect to the resin raw material. When the addition amount of carbon black is 5% by mass or more, conductivity can be imparted to the surface layer, and the conductivity can be controlled by adding a necessary amount of carbon black up to 30% by mass. .

工程1においては、例えば図2に示す装置を用いることができる。攪拌羽根が装備されたタンク8に分散する前の液を入れ、複数枚の羽根5を備える回転軸(ディスク)6を内部に有する容器(ベッセル)7にビーズ(メディア)を入れ、回転軸6を回転させながら該容器7内にポンプ9を用いてタンク8から配管10を通って液を流す。ベッセル7内で一部分散され配管11を通ってタンク8に戻り、またタンク8からベッセル7へ、さらにタンク8へと液が流れ分散される。つまり循環式ビーズミル方式により、導電性カーボンブラックを分散させる。   In step 1, for example, the apparatus shown in FIG. 2 can be used. The liquid before dispersion is placed in a tank 8 equipped with stirring blades, beads (media) are placed in a container (vessel) 7 having a rotating shaft (disk) 6 having a plurality of blades 5 inside, and the rotating shaft 6 The liquid is caused to flow from the tank 8 through the pipe 10 using the pump 9 into the container 7 while rotating the container. Partly dispersed in the vessel 7, returns to the tank 8 through the pipe 11, and the liquid flows and disperses from the tank 8 to the vessel 7 and further to the tank 8. That is, conductive carbon black is dispersed by a circulating bead mill method.

容器としては特に制限されること無く市販の円筒状容器を用いることができる。また、ここで用いる羽根ならびに回転軸についても、特に制限されることなく市販されているものを使用することができる。   The container is not particularly limited, and a commercially available cylindrical container can be used. Moreover, about the blade | wing and rotating shaft used here, what is marketed can be used, without being restrict | limited in particular.

メディアとして用いるビーズの種類としては、密度が2.0乃至7.0g/cm3となる範囲内であれば、制限されず使用できる。具体例としてはガラスビーズ、ジルコニアビーズ、ジルコンビーズ、アルミナビーズ、シリカビーズ等が挙げられる。 The type of beads used as the medium can be used without limitation as long as the density is within a range of 2.0 to 7.0 g / cm 3 . Specific examples include glass beads, zirconia beads, zircon beads, alumina beads, silica beads and the like.

前記カーボンブラックを分散度がJIS K5600−2−5:1999に定める方法で1.5μm以下となるまで分散を行うことが望ましい。これにより、この液を用いて現像ローラを作製し、画像を出力した場合に画像上にまだら模様が発生することを優れて防止できる。また、下限値についてはグラインドゲージ上で目視により確認できる範囲では特に弊害は無いので制限されない。この工程1で得られる分散液をA液とする。   It is desirable to disperse the carbon black until the dispersity is 1.5 μm or less by a method defined in JIS K5600-2-5: 1999. Thereby, when a developing roller is produced using this liquid and an image is output, it is possible to excellently prevent a mottled pattern from being generated on the image. Further, the lower limit is not limited as long as it is not particularly harmful as long as it can be visually confirmed on a grind gauge. Let the dispersion liquid obtained at this process 1 be A liquid.

一方、所定の表面粗さを得られるように計量した架橋樹脂粒子に、溶剤を添加し、攪拌することによって溶剤に架橋樹脂粒子を分散させたスラリーを得る。この工程2で得られる分散液をB液とする。   On the other hand, a solvent is added to the crosslinked resin particles weighed so as to obtain a predetermined surface roughness, and stirred to obtain a slurry in which the crosslinked resin particles are dispersed in the solvent. Let the dispersion liquid obtained at this process 2 be B liquid.

架橋樹脂粒子としては、平均粒径が3乃至30μmであるものが適当であり、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリウレタン等の材質でできた球形状樹脂粒子が用いられることが多い。この球形状樹脂粒子は使用する溶剤により膨潤や溶解が起こらないことが要求される。   As the cross-linked resin particles, those having an average particle diameter of 3 to 30 μm are suitable, and spherical resin particles made of a material such as polymethyl methacrylate, polystyrene, or polyurethane are often used. The spherical resin particles are required not to swell or dissolve depending on the solvent used.

B液中の架橋樹脂粒子の濃度は、10乃至40質量%であることが好ましい。該濃度が10質量%未満では、B液をA液に添加する際に溶剤添加量が局所的に過剰となることがあり、溶剤ショックを起こしやすくなる。一方、40質量%超では、架橋樹脂粒子の粒子径にもよるが、B液(スラリー)の流動性が悪くなり、B液をA液に添加する操作が困難となりやすい。   The concentration of the crosslinked resin particles in the liquid B is preferably 10 to 40% by mass. When the concentration is less than 10% by mass, the amount of the solvent added may be locally excessive when adding the B liquid to the A liquid, and a solvent shock is likely to occur. On the other hand, if it exceeds 40% by mass, although depending on the particle diameter of the crosslinked resin particles, the fluidity of the B liquid (slurry) becomes poor, and the operation of adding the B liquid to the A liquid tends to be difficult.

A液を撹拌している中にB液を添加することによって、架橋樹脂粒子を含有する現像ローラ用の表面層塗工液を得る。このときB液の添加速度は、1秒当たりB液量の1/200以下、好ましくは1/500以下となる速度とする。1秒当たり1/200を超える量を添加すると、架橋樹脂粒子を分散している溶剤との混合・接触において、いわゆる溶剤ショックを起こし、分散系が破壊される。つまり、カーボンブラックの再凝集が発生し、塗工液のチクソ性が消失する。その結果として、浸漬塗工時に架橋樹脂粒子が導電性ゴム基層上に十分な量で保持することができずに、現像ローラとして重要な機能である表面粗さや表面積比が低下する。また、下限値については、緩やかに添加を行うことによる弊害は無いので特に制限されない。ただし、生産性の観点から溶剤ショックを起こさない範囲で、できるだけ早い速度で添加することが望ましい。   By adding the liquid B while the liquid A is being stirred, a surface layer coating liquid for a developing roller containing crosslinked resin particles is obtained. At this time, the addition speed of the B liquid is set to a speed that is 1/200 or less, preferably 1/500 or less of the B liquid amount per second. When an amount exceeding 1/200 per second is added, so-called solvent shock is caused in mixing / contact with the solvent in which the crosslinked resin particles are dispersed, and the dispersion system is destroyed. That is, reaggregation of carbon black occurs and the thixotropy of the coating solution is lost. As a result, the crosslinked resin particles cannot be held on the conductive rubber base layer in a sufficient amount during dip coating, and the surface roughness and surface area ratio, which are important functions as a developing roller, are reduced. Further, the lower limit value is not particularly limited because there is no harmful effect caused by the slow addition. However, from the viewpoint of productivity, it is desirable to add it as fast as possible without causing a solvent shock.

A液に対するB液の量は、A液を分散するときの固形分濃度や最終的に表面層形成用塗工液とした場合の固形分濃度、ならびに添加する架橋樹脂粒子の量などで決定される。このときA液に対してB液が大幅に過剰であると希釈率が大きくなり、カーボンブラックの再凝集が起こりやすくなるので好ましくない。具体的には、A液に対して重量比(B/A)で2.0倍以下の量のB液を添加することが好ましい。   The amount of the B liquid relative to the A liquid is determined by the solid content concentration when the A liquid is dispersed, the solid content concentration when finally forming the coating solution for forming the surface layer, and the amount of the crosslinked resin particles to be added. The At this time, if the B liquid is excessively large with respect to the A liquid, the dilution rate increases, and reaggregation of the carbon black tends to occur. Specifically, it is preferable to add the B liquid in an amount of 2.0 times or less by weight ratio (B / A) to the A liquid.

導電性芯金2としては、導電性ゴム基層の電極及び支持部材として機能するものであればいずれでも使用できる。例えば、アルミニウム、銅合金、ステンレス鋼などの金属又は合金、クロム、ニッケル等でメッキ処理した鉄、導電性顔料を含む合成樹脂、表面に金属層を形成した合成樹脂などの導電性材質で構成される円柱、円管或いはチューブを挙げることができる。   As the conductive metal core 2, any metal can be used as long as it functions as an electrode and a support member of the conductive rubber base layer. For example, it is composed of conductive materials such as metals or alloys such as aluminum, copper alloy, stainless steel, iron plated with chromium, nickel, etc., synthetic resins containing conductive pigments, and synthetic resins with a metal layer formed on the surface. A cylinder, a circular tube or a tube.

なお、芯金2とその周面に形成される弾性層3を接着するためにプライマーを芯金2表面に塗布しておくこともできる。プライマーとしては、通常使用されている公知のプライマー、例えば、シランカップリング系プライマーを用いることができる。   In addition, in order to adhere | attach the metal core 2 and the elastic layer 3 formed in the surrounding surface, a primer can also be apply | coated to the metal core 2 surface. As the primer, a known primer that is usually used, for example, a silane coupling primer can be used.

現像ローラの弾性層は、現像剤規制部材や感光ドラムと圧接した場合に、適切な接触面積を得るために現像ローラに弾性をもたせるために設けられた層であり、必要により、機能毎に層を設けた複層とすることもできる。   The elastic layer of the developing roller is a layer provided to give elasticity to the developing roller in order to obtain an appropriate contact area when pressed against the developer regulating member or the photosensitive drum. It is also possible to form a multilayer with

この弾性層は、弾性を有するのであれば、導電性ゴムであることを除き、その形態は、発泡体であっても、ソリッドでもあっても構わない。   As long as this elastic layer has elasticity, its form may be a foam or a solid, except that it is a conductive rubber.

弾性層は、弾性層用ゴム材料に、必要により導電性部材、例えば、導電性カーボン、金属粉末、金属酸化物等が配されて、上記芯金上に形成されている。   The elastic layer is formed on the core metal by providing a conductive member, for example, conductive carbon, metal powder, metal oxide, or the like, if necessary, to the elastic layer rubber material.

なお、ここで用いられるゴム材料としては、特に制限されることは無く、以下のようなものが挙げられる。エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム(EPDM)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、アクリルニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、NBRの水素化物、エピクロロヒドリンゴム、クロロプレンゴム(CR)、フッ素ゴム、多硫化ゴム等。なお、これらは単独で或いは2種類以上を混合して用いることができる。中でも、圧縮永久歪み特性に優れているので、シリコーンゴム、ウレタンゴムあるいはNBRを用いるのが望ましい。   The rubber material used here is not particularly limited, and includes the following materials. Ethylene-propylene-diene copolymer rubber (EPDM), silicone rubber, urethane rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogen of NBR Compounds, epichlorohydrin rubber, chloroprene rubber (CR), fluoro rubber, polysulfide rubber, etc. In addition, these can be used individually or in mixture of 2 or more types. Among these, silicone rubber, urethane rubber or NBR is preferably used because of excellent compression set characteristics.

シリコーンゴムとしては、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルシリコーンゴム、メチルビニルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム等がある。   Examples of the silicone rubber include dimethyl silicone rubber, methyl phenyl silicone rubber, methyl vinyl silicone rubber, and methyl phenyl vinyl silicone rubber.

弾性層の厚さは、通常1.0mm乃至6.0mm、好ましくは1.5mm乃至5.0mmとするのが適当である。すなわち、均一なニップを確保するために、その厚さは1.0mm以上が望ましく、6.0mm超にしても、帯電性能の向上に繋がらないだけでなく、原料増や成型コスト上昇となり、生産を行う上で不利である。   The thickness of the elastic layer is usually 1.0 mm to 6.0 mm, preferably 1.5 mm to 5.0 mm. That is, in order to ensure a uniform nip, the thickness is desirably 1.0 mm or more, and even if it exceeds 6.0 mm, not only does not lead to improvement in charging performance, but also increases raw materials and increases molding costs, resulting in production. It is disadvantageous in doing.

弾性層は、弾性体層材料にもよるが、上記弾性層材料から形成され、所定長さに切断されたチューブ状に芯金を押し込む、芯金と共に弾性体材料を押出す、芯金を内蔵した金型に弾性体材料を注入する、芯金表面上に弾性体材料を流延塗布する等により形成される。   Depending on the elastic layer material, the elastic layer is made of the above elastic layer material and pushes the metal core into a tube shape cut to a predetermined length. The elastic material is extruded together with the metal core. It is formed by injecting an elastic material into the mold, casting the elastic material on the surface of the core metal, or the like.

本発明においては、上記したように、弾性層の上に、表面層を形成する。表面層塗工液を外周面に塗布する方法としては、均一な塗膜を得ることができる限り、特に制限されないが、均一な塗膜が形成されることから浸漬塗工方法が好ましい。   In the present invention, as described above, the surface layer is formed on the elastic layer. The method of applying the surface layer coating liquid to the outer peripheral surface is not particularly limited as long as a uniform coating film can be obtained, but the dip coating method is preferable because a uniform coating film is formed.

本発明の導電性ローラは、電子写真方式の画像形成装置において、ローラ形状の現像部材、帯電部材、転写部材、除電部材等の被接触物を電気的にコントロールする導電性部材として有用である。また、他の形状であっても、被接触物を電気的にコントロールする導電性部材、例えば、現像剤量規制ブレード、クリーニングブレードなどにおいても、上記したような考え方を適用することができる。   The electroconductive roller of the present invention is useful as an electroconductive member for electrically controlling an object to be contacted such as a roller-shaped developing member, a charging member, a transfer member, and a charge eliminating member in an electrophotographic image forming apparatus. Even in other shapes, the above-described concept can be applied to a conductive member that electrically controls an object to be contacted, such as a developer amount regulating blade or a cleaning blade.

以下に実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but these examples do not limit the present invention.

表面層に用いる原材料として、以下のものを用いた。   The following materials were used as raw materials for the surface layer.

1)表面層形成用樹脂原料
表面層形成用樹脂原料として、下記のポリウレタンポリオール及びポリイソシアネートを用いた。
ポリウレタンポリオール:「ニッポランN5033」(商品名)、日本ポリウレタン株式会社製。
ポリイソシアネート:「コロネートL」(商品名)、日本ポリウレタン株式会社製。
1) Resin raw material for surface layer formation The following polyurethane polyol and polyisocyanate were used as a resin raw material for surface layer formation.
Polyurethane polyol: “Nipporan N5033” (trade name), manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.
Polyisocyanate: “Coronate L” (trade name), manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.

2)カーボンブラック
実施例、比較例で表面層形成用原料配合したカーボンブラックの物性を表1に示す。
2) Carbon black Table 1 shows the physical properties of carbon black blended with the raw material for forming the surface layer in Examples and Comparative Examples.

Figure 2009265157
Figure 2009265157

3)架橋樹脂粒子
架橋樹脂粒子として、表2のものを用いた。
3) Crosslinked resin particles The crosslinked resin particles shown in Table 2 were used.

Figure 2009265157
Figure 2009265157

製造例1
「導電性ゴム基層を有するローラの作製」
外径φ6mmの鉄製芯金(通電性芯金)を内径φ12mmの円筒状金型内に同心となるように設置し、液状導電性シリコーンゴム(東レダウコーニング株式会社製、体積固有抵抗107Ωcm品)を注型し、140℃のオーブンに入れ5分加熱成型した。成形物を脱型した後、200℃のオーブンで4時間二次硬化を行い、通電性芯金上に厚み3mm、長さ240mmの導電性ゴム基層を有するローラを得た。
Production Example 1
"Production of roller with conductive rubber base layer"
An iron core with an outer diameter of 6 mm (conductive core) is placed concentrically in a cylindrical mold with an inner diameter of 12 mm, and a liquid conductive silicone rubber (manufactured by Toray Dow Corning Co., Ltd., with a volume resistivity of 107 Ωcm) Was cast in an oven at 140 ° C. for 5 minutes. After the molded product was removed from the mold, secondary curing was performed in an oven at 200 ° C. for 4 hours to obtain a roller having a conductive rubber base layer having a thickness of 3 mm and a length of 240 mm on a conductive cored bar.

実施例1
「表層用塗工液の調製:A液」
ポリウレタンポリオール100質量部、ポリイソシアネート40質量部及びカーボンブラック(CB1)23質量部を、メチルエチルケトンに固形分濃度が約35質量%になるように加え、図3に示したビーズミルを用い、分散して、A液を得た。なお、ベッセル内にφ2mmのガラスビーズを充填率80%になるように入れ、分散の終了は、グラインドゲージによって分散度を確認しながら行った。
Example 1
“Preparation of coating solution for surface layer: Solution A”
100 parts by mass of polyurethane polyol, 40 parts by mass of polyisocyanate and 23 parts by mass of carbon black (CB1) were added to methyl ethyl ketone so that the solid content concentration was about 35% by mass, and dispersed using a bead mill shown in FIG. A liquid was obtained. The glass beads having a diameter of 2 mm were placed in the vessel so that the filling rate was 80%, and the dispersion was completed while confirming the degree of dispersion using a grind gauge.

「表層用塗工液の調製:B液」
ポリウレタン架橋樹脂粒子(RP1)65質量部を固形分濃度30質量%になるようにメチルエチルケトンを加え、ケミカルスターラーで50rpmの速度で攪拌して、樹脂粒子のスラリー(B液)を得た。
“Preparation of surface coating solution: B solution”
Methyl ethyl ketone was added to 65 parts by mass of polyurethane crosslinked resin particles (RP1) so as to have a solid content concentration of 30% by mass, and the mixture was stirred with a chemical stirrer at a speed of 50 rpm to obtain a resin particle slurry (liquid B).

「A液とB液の混合」
ケミカルスターラーで攪拌している上記で得たA液に、上記B液を等速で1000秒かけて添加した。その後、混合液を1時間、ベッセル内にφ2mmのガラスビーズを充填率80%になるように入れたビーズミルで分散を行った。次いで、メチルエチルケトンを加え、十分混合し、塗工液の粘度が測定温度20±1℃にて、10mPa・sになるよう調製した。なお。粘度測定は、回転式粘度計「VISMETRON VDA」(商品名、芝浦システム株式会社製)を用い、No.1ロータ、回転速度60rpmにて行った。
"Mixing of liquid A and liquid B"
The solution B was added to the solution A obtained above with a chemical stirrer at a constant speed over 1000 seconds. Thereafter, the mixed solution was dispersed for 1 hour in a bead mill in which glass beads having a diameter of 2 mm were placed in a vessel so that the filling rate was 80%. Next, methyl ethyl ketone was added and mixed well, and the viscosity of the coating solution was adjusted to 10 mPa · s at a measurement temperature of 20 ± 1 ° C. Note that. For the viscosity measurement, a rotational viscometer “VISMETRON VDA” (trade name, manufactured by Shibaura System Co., Ltd.) was used. The test was performed at 1 rotor and a rotational speed of 60 rpm.

「表面層の形成」
調製した塗工液を塗工槽に装入し、塗工液の液面に対して芯金の中心線が垂直になるように保持し、液面に向かって垂直に、上記製造例1で作成したローラを降下し、10mm/sの速度で浸漬してゆき最下点まで降下してから10秒間停止させた。その後ローラを引き上げて、ローラの弾性層の外周面上に塗工層を形成した。引き上げ時の速度は引き上げ開始直後で300mm/min、導電性弾性層下端が塗工液液面から出た時点で200mm/minとなるようにした。その後、140℃のオーブンに入れ4時間加熱硬化して表面層を形成して、現像ローラを得た。
"Formation of surface layer"
The prepared coating liquid is charged into the coating tank, and held so that the center line of the cored bar is perpendicular to the liquid surface of the coating liquid. The created roller was lowered, dipped at a speed of 10 mm / s, lowered to the lowest point, and then stopped for 10 seconds. Thereafter, the roller was pulled up to form a coating layer on the outer peripheral surface of the elastic layer of the roller. The speed at the time of pulling was set to 300 mm / min immediately after the start of the pulling, and 200 mm / min when the lower end of the conductive elastic layer came out of the coating liquid surface. Thereafter, it was placed in an oven at 140 ° C. and heated and cured for 4 hours to form a surface layer to obtain a developing roller.

実施例2
原料のカーボンブラックとして、CB2を用いた以外は実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Example 2
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that CB2 was used as the raw material carbon black.

実施例3
原料のカーボンブラックとしてCB3を用いた以外は実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Example 3
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that CB3 was used as the raw material carbon black.

実施例4
原料のカーボンブラックとして、CB4を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Example 4
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that CB4 was used as the raw material carbon black.

比較例1
原料のカーボンブラックとして、CB5を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Comparative Example 1
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that CB5 was used as the raw material carbon black.

比較例2
原料のカーボンブラックとして、CB6を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Comparative Example 2
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that CB6 was used as the raw material carbon black.

比較例3
原料のカーボンブラックとして、粒状のCB7を用いた以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Comparative Example 3
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that granular CB7 was used as the raw material carbon black.

比較例4
表面層用塗工液の製造を、B液をA液に対して一気に添加した。それ以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Comparative Example 4
In the production of the surface layer coating solution, the solution B was added to the solution A at a stretch. Other than that was carried out similarly to Example 1, and obtained the developing roller.

比較例5
B液の添加速度を10g/秒(B液の固形分が3g/秒でA液に添加させるように)にする以外は、実施例1と同様にして、現像ローラを得た。
Comparative Example 5
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition speed of the B liquid was changed to 10 g / sec (so that the solid content of the B liquid was added to the A liquid at 3 g / sec).

実施例5
原料の架橋樹脂粒子として、アクリル架橋樹脂粒子(RP2)を用いた以外は、実施例1と同様に、現像ローラを得た。
Example 5
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that acrylic crosslinked resin particles (RP2) were used as the raw material crosslinked resin particles.

実施例6
原料の架橋樹脂粒子として、アクリル架橋樹脂粒子(RP3)を用いた以外は、実施例1と同様に、現像ローラを得た。
Example 6
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that acrylic crosslinked resin particles (RP3) were used as the raw material crosslinked resin particles.

実施例7
原料の架橋樹脂粒子として、ポリウレタン架橋樹脂粒子(RP4)を用いた以外は、実施例1と同様に、現像ローラを得た。
Example 7
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyurethane crosslinked resin particles (RP4) were used as the raw material crosslinked resin particles.

比較例6
原料の架橋樹脂粒子として、アクリル架橋樹脂粒子(RP5)を用いた以外は、実施例1と同様に、現像ローラを得た。
Comparative Example 6
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1, except that acrylic crosslinked resin particles (RP5) were used as the raw material crosslinked resin particles.

比較例7
原料の架橋樹脂粒子として、ポリウレタン架橋樹脂粒子(RP6)を用いた以外は、実施例1と同様に、現像ローラを得た。
Comparative Example 7
A developing roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that polyurethane crosslinked resin particles (RP6) were used as the crosslinked resin particles.

上記実施例、比較例によって得られた現像ローラについて、塗工の引き上げ時におけるローラの上部、下部及び中央部について、周方向各3箇所の表面粗さRaを、表面粗さ測定器「サーフコーダSE3500」(商品名)にて測定した。また、同様の位置に対して、表面積比を超深度形状測定顕微鏡「VK−8510」(商品名)にて測定した。なお、上部、下部はそれぞれの端部より20mmの位置を中心とした。得られた結果を表3に示した。   About the developing roller obtained by the said Example and the comparative example, about the upper part of the roller at the time of raising of coating, the lower part, and the center part, surface roughness Ra of each three places of circumferential directions is surface roughness measuring instrument "Surf coder" Measured with “SE3500” (trade name). Further, the surface area ratio was measured with respect to the same position with an ultra-deep shape measuring microscope “VK-8510” (trade name). In addition, the upper part and the lower part centered on the position of 20 mm from each edge part. The obtained results are shown in Table 3.

上記実施例、比較例によって得られた現像ローラを、電子写真式レーザービームプリンタのプロセスカートリッジに現像ローラとして組み込み、ベタ画像及びハーフトーン画像を出力して、下記基準にて評価した。結果を表3に示した。
○:画像濃度が充分に濃く濃度ムラの無い。
△:画像濃度が不十分であったり、軽微な濃度ムラがあったりするが、実用可能である。×:、画像濃度が極端に薄かったり明らかな濃度ムラがあったりする。
The developing rollers obtained in the above examples and comparative examples were incorporated as developing rollers in the process cartridge of the electrophotographic laser beam printer, and solid images and halftone images were output and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 3.
○: The image density is sufficiently dark and there is no density unevenness.
(Triangle | delta): Image density is inadequate or there exists a slight density nonuniformity, but it is practical. X: The image density is extremely thin or there is obvious density unevenness.

本評価で使用した電子写真式レーザービームプリンタは、A4版出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードはA4縦16枚/分、画像の解像度は600dpiである。また、感光体はアルミシリンダーにOPC(有機光導電体)層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。感光体上で現像されたトナー像は転写ロールで記録メディアに転写され、定着部で熱定着される。転写ロールで転写しなかったトナーはクリーニングブレードで感光体から掻き取られる。現像部分はカートリッジ化されており、現像剤担持ロールにはトナー層厚規制部材である現像ブレードがカウンタ方向に当接し、トナーの層厚を規制している。   The electrophotographic laser beam printer used in this evaluation is a machine for A4 size output, the output speed of the recording medium is A4 vertical 16 sheets / minute, and the image resolution is 600 dpi. The photosensitive member is a reversal developing type photosensitive drum in which an aluminum cylinder is coated with an OPC (organic photoconductor) layer, and the outermost layer is a charge transport layer using a modified polycarbonate as a binder resin. The toner image developed on the photoreceptor is transferred to a recording medium by a transfer roll and thermally fixed by a fixing unit. The toner that has not been transferred by the transfer roll is scraped off from the photoreceptor by a cleaning blade. The developing portion is formed into a cartridge, and a developing blade, which is a toner layer thickness regulating member, contacts the developer carrying roll in the counter direction to regulate the toner layer thickness.

なお、画像出力は、初期10枚(ベタ画像5枚、ハーフトーン画像5枚)を行い、上記基準で判定をした。更に、評価「○」であったものについて、印字20%に当たる標準チャートを耐久にて10000枚出力し、500枚毎に抜き出したものについて、上記に準じて評価した。その結果も表3に示した。   In addition, the initial 10 images (5 solid images and 5 halftone images) were output and judged according to the above criteria. Furthermore, about what was evaluation "(circle)", 10,000 standard charts which correspond to printing 20% were output by durability, and what was extracted for every 500 sheets was evaluated according to the above. The results are also shown in Table 3.

Figure 2009265157
Figure 2009265157

実施例1乃至7の現像ローラは、表面粗さRaが1.5乃至2.5μmで、表面積比が1.2乃至1.9である現像ローラを作成することができた。また、画像評価においても良好な結果が得られた。   The developing rollers of Examples 1 to 7 were able to produce developing rollers having a surface roughness Ra of 1.5 to 2.5 μm and a surface area ratio of 1.2 to 1.9. Also, good results were obtained in image evaluation.

これに対し、比較例1では、DBP吸収量が高いカーボンブラックを用いたために、得られた現像ローラの表面粗さRaは1.4乃至1.5μmで、表面積比は1.0乃至1.1で、実施例1乃至2と比較して低下した。これは、カーボンブラックのDBP吸収量が大きいことから、分散安定性が悪く、B液を添加した際に溶剤ショックが生じ、カーボンブラックが再凝集し、塗工液のチクソ性が減少したため、ローラ表面に保持されるポリウレタン架橋樹脂粒子の量が減ったことによる。また、画像評価においても十分な濃度の画像が得られなかった。   On the other hand, in Comparative Example 1, since carbon black having a high DBP absorption amount was used, the surface roughness Ra of the obtained developing roller was 1.4 to 1.5 μm, and the surface area ratio was 1.0 to 1. 1 compared with Examples 1 and 2. This is because the dispersion stability of the carbon black is poor due to the large DBP absorption amount of the carbon black, solvent shock occurs when the liquid B is added, the carbon black is re-agglomerated, and the thixotropy of the coating liquid is reduced. This is because the amount of polyurethane cross-linked resin particles held on the surface is reduced. Also, an image with sufficient density was not obtained in the image evaluation.

比較例2では、一次粒子径が大きいカーボンブラックを用いたため、得られた現像ローラの現像ローラの表面粗さRaは1.6乃至1.7μmで、表面積比は1.1乃至1.2と、実施例1乃至2と比較して低下している。これはカーボンブラックの一次粒子径が大きいことから、十分に分散が進行せず、塗工液のチクソ性が減少した結果ため、ローラ表面に保持される架橋樹脂粒子の量が減ったためである。また、画像評価においても十分な濃度の画像が得られなかった。   In Comparative Example 2, since carbon black having a large primary particle diameter was used, the developing roller surface roughness Ra of the obtained developing roller was 1.6 to 1.7 μm, and the surface area ratio was 1.1 to 1.2. This is lower than in Examples 1 and 2. This is because the primary particle size of carbon black is large, so that the dispersion does not proceed sufficiently and the thixotropy of the coating liquid is reduced, so that the amount of crosslinked resin particles held on the roller surface is reduced. Also, an image with sufficient density was not obtained in the image evaluation.

比較例3では、pHがアルカリ性のカーボンブラックを用いたため、得られた現像ローラの現像ローラの表面粗さRaは1.8乃至1.9μmで、表面積比は1.1乃至1.2で、実施例1乃至2と比較して低下している。これはカーボンブラックの表面性状が変化したことにより、分散安定性が悪くなり、B液を添加した際に溶剤ショックが生じ、カーボンブラックが再凝集し、塗工液のチクソ性が減少し、ローラ表面に保持されるポリウレタン樹脂粒子の量が減ったためである。また、画像評価においても、軽微なムラなどが認められた。   In Comparative Example 3, since carbon black having an alkaline pH was used, the developing roller surface roughness Ra of the obtained developing roller was 1.8 to 1.9 μm, and the surface area ratio was 1.1 to 1.2. Compared to Examples 1 and 2, it is lower. This is because the surface stability of the carbon black has changed, resulting in poor dispersion stability. When the B liquid is added, a solvent shock occurs, the carbon black re-aggregates, and the thixotropy of the coating liquid is reduced. This is because the amount of polyurethane resin particles held on the surface is reduced. Also in the image evaluation, slight unevenness was observed.

比較例4では、A液に対してB液を一度に添加をしたため、得られた現像ローラの現像ローラの表面粗さRaは1.4乃至1.6μmで、表面積比は1.1乃至1.2と、実施例1乃至2と比較して低下している。これは、B液を添加したときの溶剤ショックにより、カーボンブラックが再凝集し、塗工液のチクソ性が減少したため、ローラ表面に保持されるポリウレタン樹脂粒子の量が減ったためである。また、画像評価においても十分な濃度の画像が得られなかった。なお、B液の添加時間を150秒とした時も溶媒ショックを起こしたので、表面層形成には使用しなかった。   In Comparative Example 4, since the B liquid was added to the A liquid at once, the surface roughness Ra of the developing roller of the obtained developing roller was 1.4 to 1.6 μm, and the surface area ratio was 1.1 to 1. 2 is lower than that of Examples 1 and 2. This is because the amount of polyurethane resin particles held on the roller surface is reduced because the carbon black is re-agglomerated by the solvent shock when the B solution is added and the thixotropy of the coating solution is reduced. Also, an image with sufficient density was not obtained in the image evaluation. Since the solvent shock occurred even when the addition time of the liquid B was 150 seconds, it was not used for forming the surface layer.

比較例5では、A液に対してB液の添加速度を10g/秒としたので、得られた現像ローラの表面粗さRaは1.8乃至1.9μmと良好であるが、表面積比が1.1乃至1.3と、実施例1乃至2と比較して低下している。これは、B液の添加速度が早すぎて溶剤ショックの影響が出てしまい、カーボンブラックが幾分か再凝集し、塗工液のチクソ性が不足となり、ローラ表面に保持されるポリウレタン樹脂粒子の量が減ったためと考えられる。また、画像評価においても、軽微なムラなどが認められた。   In Comparative Example 5, since the addition speed of the B liquid with respect to the A liquid was 10 g / sec, the surface roughness Ra of the obtained developing roller was good at 1.8 to 1.9 μm, but the surface area ratio was 1.1 to 1.3, which is lower than that of Examples 1 and 2. This is because the addition speed of the liquid B is too fast and the influence of solvent shock appears, the carbon black is somewhat re-agglomerated, the thixotropy of the coating liquid is insufficient, and the polyurethane resin particles retained on the roller surface It is thought that the amount of Also in the image evaluation, slight unevenness was observed.

比較例6では、架橋樹脂粒子の粒子径を2.4μmとしているので、得られた現像ローラの表面粗さは1.3乃至1.4で、表面積比が1.0乃至1.2と実施例1乃至2と比較して低下している。これは、架橋樹脂粒子の粒子径が小さいため、ローラ表面を十分に粗面化できなかったためである。画像評価においても、十分な濃度を得ることができなかった。   In Comparative Example 6, since the particle diameter of the crosslinked resin particles was 2.4 μm, the surface roughness of the obtained developing roller was 1.3 to 1.4, and the surface area ratio was 1.0 to 1.2. Compared to Examples 1 and 2. This is because the roller surface could not be sufficiently roughened because the particle diameter of the crosslinked resin particles was small. Even in image evaluation, a sufficient density could not be obtained.

比較例7では、架橋樹脂粒子の粒子径を35μmとしているので、得られた現像ローラの表面粗さは、2.6乃至2.7で、表面積比が2.1乃至2.4と実施例1乃至と比較して高くなっている。これは、架橋樹脂粒子の粒子径が大きいため、ローラ表面が大幅に粗面化されたためである。また、画像評価においても、かなりの濃度ムラが発生した。   In Comparative Example 7, since the particle diameter of the crosslinked resin particles is 35 μm, the surface roughness of the obtained developing roller is 2.6 to 2.7 and the surface area ratio is 2.1 to 2.4. Higher than 1 or higher. This is because the roller surface is greatly roughened because the particle diameter of the crosslinked resin particles is large. In the image evaluation, considerable density unevenness occurred.

導電性ローラの(a)斜視図、(b)断面図である。It is the (a) perspective view and (b) sectional view of a conductive roller. 分散装置の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of a dispersing device.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性ローラ
2 導電性芯体
3 弾性体層
4 表面層
5 羽根
6 回転軸(ディスク)
7 円筒状容器(ベッセル)
8 タンク
9 ポンプ
10、11 配管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive roller 2 Conductive core 3 Elastic body layer 4 Surface layer 5 Blade 6 Rotating shaft (disk)
7 Cylindrical container (vessel)
8 Tank 9 Pump 10, 11 Piping

Claims (3)

導電性芯金上に、導電性ゴム基層を有し、最表面に架橋樹脂粒子が分散された表面層を有する導電性ローラであって、
該導電性ローラの表面粗さRaは1.5乃至2.5μmであり、かつ、
下記式(I)で表される表面積比が1.2乃至2.0であることを特徴とする導電性ロ
ーラ。
表面積比=S/S0 (I)
(式中、Sは導電性ローラ表面の実測表面積であり、S0は該導電性ローラの表面を理想的な平面とした場合の理論表面積である。)
A conductive roller having a conductive rubber base layer on a conductive core metal and having a surface layer in which crosslinked resin particles are dispersed on the outermost surface,
The surface roughness Ra of the conductive roller is 1.5 to 2.5 μm, and
A conductive roller having a surface area ratio represented by the following formula (I) of 1.2 to 2.0.
Surface area ratio = S / S 0 (I)
(In the formula, S is the measured surface area of the surface of the conductive roller, and S 0 is the theoretical surface area when the surface of the conductive roller is an ideal plane.)
導電性芯金上に、導電性ゴム基層を有し、最表面に架橋樹脂粒子が分散された表面層を有する、請求項1に記載された導電性ローラの製造方法であって、
下記工程により調製された表面層塗工液を導電性ゴム基層に塗布することにより、表面層を形成することを特徴とする導電性ローラの製造方法:
表面層形成用樹脂原料及び溶剤混合液の中に表面層形成用樹脂に対し5乃至30質量%のカーボンブラックを分散させ、A液を得る工程;
粒子径が3乃至30μmである架橋樹脂粒子を溶剤中に10乃至40質量%の濃度で分散させ、B液を得る工程;及び、
攪拌しているA液中に、添加速度が1秒当たりB液量の1/200以下であり、かつ、その添加量がA液に対して質量比(B/A)で2倍以下であるように、B液を加える工程。
The method for producing a conductive roller according to claim 1, comprising a conductive rubber base layer on a conductive metal core, and a surface layer in which crosslinked resin particles are dispersed on the outermost surface.
A method for producing a conductive roller, wherein the surface layer is formed by applying a surface layer coating solution prepared by the following steps to the conductive rubber base layer:
A step of dispersing 5 to 30% by mass of carbon black with respect to the resin for forming the surface layer in the resin material for forming the surface layer and the solvent mixture to obtain a liquid A;
A step of dispersing crosslinked resin particles having a particle diameter of 3 to 30 μm in a solvent at a concentration of 10 to 40% by mass to obtain a liquid B; and
In the liquid A being stirred, the addition rate is 1/200 or less of the B liquid amount per second, and the addition amount is 2 times or less in mass ratio (B / A) to the A liquid. Step of adding the B liquid.
カーボンブラックは、DBP吸収量が120ml/100g以下であり、平均一次粒子径が0.03μm以下であり、pHが8.0以下であり、粉状であり、かつ、カーボンブラックの比着色力が90%乃至150%である請求項2記載の導電性ローラの製造方法。   Carbon black has a DBP absorption of 120 ml / 100 g or less, an average primary particle size of 0.03 μm or less, a pH of 8.0 or less, is powdery, and has a specific coloring power of carbon black. The method for producing a conductive roller according to claim 2, which is 90% to 150%.
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