JP3053246B2 - Semi-conductive roller - Google Patents
Semi-conductive rollerInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機等に用い
られる電子写真複写機用半導電性ローラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductive roller for an electrophotographic copying machine used in an electrophotographic copying machine or the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子写真複写機は、例えば有機感光体、
セレン、CdS等の感光体ドラム表面に原稿像を静電潜
像として形成し、これにトナーを付着させて、トナー像
を形成し、このトナー像を転写紙に転写、定着すること
により、複写を行なうものである。この場合、感光体ド
ラム表面に静電潜像を形成させるには、あらかじめ感光
体ドラム表面を帯電させ、その帯電部分に対して原稿像
を光学系を介して投射し、光の当たった部分の帯電を消
すことによって、静電潜像を形成することが行なわれて
いる。2. Description of the Related Art An electrophotographic copying machine is, for example, an organic photoreceptor,
An original image is formed as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum such as selenium or CdS, toner is adhered to the image, a toner image is formed, and the toner image is transferred and fixed on a transfer paper to copy. Is performed. In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photoconductor drum, the surface of the photoconductor drum is charged in advance, and a document image is projected through the optical system onto the charged portion, and the portion of the photo-irradiated portion is exposed to light. An electrostatic latent image is formed by removing the charge.
【0003】上記の静電潜像の形成に先立って、感光体
ドラム表面を帯電させる方法として、従来からコロナ放
電方式が採用されている。このコロナ放電方式は、感光
体ドラム表面に対して、コロナ放電器からコロナ放電を
施して帯電処理し、感光性を付与するものである。この
方式は、一般に5〜8KVという高圧電圧を金属ワイヤ
ーに印加するため、放電に伴い有害なオゾンを発生する
という難点がある。また、電力的にも、感光体に向かう
電流はその5〜30%にすぎず、ほとんどがシールド板
に流れ、帯電手段としては効率の悪いものであった。[0003] As a method of charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the above-described electrostatic latent image, a corona discharge method has conventionally been adopted. In the corona discharge method, a photoreceptor drum surface is subjected to a corona discharge from a corona discharger to perform a charging process to impart photosensitivity. In this method, since a high voltage of 5 to 8 KV is generally applied to the metal wire, harmful ozone is generated with the discharge. In terms of electric power, the electric current flowing toward the photoreceptor is only 5 to 30% of the electric current, and most of the electric current flows to the shield plate, so that the charging means is inefficient.
【0004】このような問題を解決するために、最近で
は、半導電性ローラを感光体ドラム表面に接触回転させ
て、感光体表面を帯電させる接触帯電方式が注目されて
いる。特に、半導電性ローラを帯電ローラとして用いる
ことが、例えば特開昭50−843号、実開昭58−8
8645号、特開昭58−194061号、特開平1−
142569号各公報等に提案されている。In order to solve such a problem, attention has recently been paid to a contact charging system in which a semiconductive roller is rotated in contact with the surface of a photosensitive drum to charge the surface of the photosensitive member. In particular, the use of a semiconductive roller as a charging roller is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
No. 8645, JP-A-58-194061, JP-A-Hei.
No. 142569 has been proposed.
【0005】この接触帯電方式を用いた電子写真装置
は、例えば図1に示されるように構成されていて、感光
体1は通常有機感光体で形成されているが、セレン、C
dS、アモルファスシリコン等であってもよい。上記感
光体1には、これに接して帯電ローラ2が設けられてお
り、この帯電ローラ2を中心として、時計回転方向に現
像器3、転写ローラ5及びトナークリーナ7が設置され
ている。更に、感光体1に近接して転写ローラ5から送
出される転写紙4の定着を行なうための定着器6が、転
写ローラ5とトナークリーナ7との間に備えられてい
る。[0005] An electrophotographic apparatus using this contact charging system is constructed, for example, as shown in FIG. 1, and the photosensitive member 1 is usually formed of an organic photosensitive member.
dS, amorphous silicon or the like may be used. The photosensitive member 1 is provided with a charging roller 2 in contact with the photosensitive member 1, and a developing device 3, a transfer roller 5, and a toner cleaner 7 are installed in a clockwise direction around the charging roller 2. Further, a fixing device 6 for fixing the transfer paper 4 sent from the transfer roller 5 in proximity to the photoconductor 1 is provided between the transfer roller 5 and the toner cleaner 7.
【0006】そして複写は次のようにして実施される。
矢印方向に回転する感光体ドラム1(例えば線速60m
m/sec)の外周面に、弾性を有する半導電性ローラ
からなる帯電ローラ2を、感光体ドラム1によって、部
分的に弾性変形させながら回転させる。この帯電ローラ
2の接触により、感光体ドラム1の外表面が帯電され
る。このようにして帯電された感光体1の表面には、露
光機溝部8によって、原稿に対応した静電潜像が形成さ
れ、この潜像を現像器3により可視像化して、転写紙4
に転写ローラ5を用いて転写し、定着器6で定着を行な
う。このようにして複写体が得られる。The copying is performed as follows.
The photosensitive drum 1 rotating in the direction of the arrow (for example, a linear velocity of 60 m
The charging roller 2, which is a semiconductive roller having elasticity, is rotated by the photosensitive drum 1 while partially elastically deforming the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 at m / sec). The outer surface of the photosensitive drum 1 is charged by the contact of the charging roller 2. An electrostatic latent image corresponding to the original is formed on the surface of the photoreceptor 1 charged in this way by the exposure device groove 8, and this latent image is visualized by the developing device 3 and transferred to the transfer paper 4
Is transferred using a transfer roller 5, and is fixed by a fixing device 6. Thus, a copy is obtained.
【0007】なお、この場合、上記感光体1の表面に
は、転写ローラ5によって付着しているトナーの85〜
95%は転写されるが、この転写後の残りのトナーはト
ナークリーナ7によってほぼ完全に除去され、更にイレ
ーサ・ランプ9によって全面光照射を受け、初期化さ
れ、次の帯電に備えられる。[0007] In this case, the surface of the photoreceptor 1 is filled with 85 to 85 of the toner adhered by the transfer roller 5.
Although 95% of the toner is transferred, the remaining toner after the transfer is almost completely removed by the toner cleaner 7, and is further irradiated with light from the entire surface by the eraser lamp 9 to be initialized and ready for the next charging.
【0008】電子写真複写機等には、帯電ローラ、現像
ローラ、転写ローラ等多くの半導電性ローラが用いられ
ている。このような半導電性ローラは、体積抵抗106
〜1012Ω・cm程度の導電性を有するものが望まし
く、通常図2に示されるように、金属性の軸芯10とそ
の外周に導電性弾性体層11が形成され、この導電性弾
性体層11の外周に沿って、抵抗層12が形成された半
導電性ローラが用いられている。[0008] Many semiconductive rollers such as a charging roller, a developing roller, and a transfer roller are used in an electrophotographic copying machine and the like. Such a semiconductive roller has a volume resistance of 10 6
It is preferable that the conductive elastic body has a conductivity of about 10 to 12 12 Ω · cm. Usually, as shown in FIG. 2, a metallic shaft core 10 and a conductive elastic layer 11 are formed on the outer periphery thereof. A semiconductive roller having a resistance layer 12 formed along the outer periphery of the layer 11 is used.
【0009】上記導電性弾性体層材料としては、体積抵
抗105Ω・cm以下、好ましくは103Ω・cm以下で
あって、且つゴム硬度(JIS A)20〜50度、好
ましくは25〜40度のものが使用される。一般的に
は、シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリ
ルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴム中に導電性粉末(カ
ーボンブラック、金属粉末など)などを混入した組成物
によって形成されている。The conductive elastic layer material has a volume resistivity of 10 5 Ω · cm or less, preferably 10 3 Ω · cm or less, and a rubber hardness (JIS A) of 20 to 50 degrees, preferably 25 to 50 degrees. A 40 degree one is used. Generally, it is formed of a composition in which conductive powder (carbon black, metal powder, etc.) is mixed in synthetic rubber such as silicone rubber, ethylene propylene rubber, nitrile rubber, urethane rubber, and the like.
【0010】また、抵抗層材料としては、体積抵抗10
5〜1013Ω・cm、好ましくは106〜1012Ω・cm
のものが使用される。一般的には、エピクロルヒドリン
ゴム、ニトリルゴム、アクリルゴム、ウレタンゴム、ク
ロロプレンゴムなどの有極性ゴムであったり、更には、
シリコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、スチレン・
ブタジエンゴムなどの高抵抗の合成ゴム中に導電性粉末
(カーボンブラック、金属粉末など)、導電性繊維(カ
ーボン繊維など)、弗素系界面活性剤、エステル系可塑
剤などの低抵抗物質を混入した組成物によって形成され
ている。The material of the resistance layer is a volume resistance of 10
5 to 10 13 Ω · cm, preferably 10 6 to 10 12 Ω · cm
Is used. Generally, polar rubbers such as epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, acrylic rubber, urethane rubber, and chloroprene rubber,
Silicone rubber, ethylene propylene rubber, styrene
High resistance synthetic rubber such as butadiene rubber mixed with low resistance substances such as conductive powder (carbon black, metal powder, etc.), conductive fiber (carbon fiber, etc.), fluorine surfactant, ester plasticizer Formed by the composition.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な抵抗層を備えている半導電性ローラにおいて、抵抗層
がエピクロルヒドリンゴム、ニトリルゴム、アクリルゴ
ムなどの有極性ゴムで形成されているときは、一般にト
ナーに対する離型性が悪いために、該ローラを帯電ロー
ラ、転写ローラとして使用する場合、感光体表面にわず
かに残留するトナーがローラ表面に付着、固着してしま
い、問題となる。例えば、帯電ローラにトナーが固着し
た場合では、ローラ帯電器の機能が失なわれ、トナーの
固着部分は感光体への帯電が不可能となる。また、現像
ローラとして使用される場合では、更に顕著にローラ表
面へのトナー固着が発生し、画像ムラ等の発生原因とな
り、好ましくない。However, in the case of a semiconductive roller having a resistance layer as described above, when the resistance layer is formed of a polar rubber such as epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, acrylic rubber, etc. In general, when the roller is used as a charging roller or a transfer roller, toner slightly remaining on the surface of the photoreceptor adheres and adheres to the roller surface because of poor releasability from the toner. For example, when the toner is fixed on the charging roller, the function of the roller charger is lost, and the portion where the toner is fixed cannot charge the photosensitive member. Further, when the toner is used as a developing roller, toner is more remarkably adhered to the surface of the roller, which causes image unevenness or the like, which is not preferable.
【0012】また、抵抗層材料が合成ゴム中にカーボン
ブラックなどを分散した系の場合には、高電圧下におい
て、絶縁破壊を起し易くなるという欠点がある。例え
ば、帯電ローラの場合では、感光体表面にピンホール等
があると、感光体の背面電極に通ずる導電路が形成され
て、帯電ローラから過剰な電流が流れ、帯電ローラに印
加された電圧が降下してしまう。画像としてみると、ネ
ガポジ現像では、感光体表面と帯電ローラとの接触部分
の長手方向にわたる黒スジとなって現われるという問題
点を有している。In the case where the material of the resistance layer is a system in which carbon black or the like is dispersed in synthetic rubber, there is a disadvantage that dielectric breakdown easily occurs at a high voltage. For example, in the case of a charging roller, if there is a pinhole or the like on the surface of the photoconductor, a conductive path leading to the back electrode of the photoconductor is formed, an excessive current flows from the charging roller, and the voltage applied to the charging roller is reduced. Will fall. When viewed as an image, the negative-positive development has a problem that black streaks appear in the longitudinal direction of the contact portion between the photosensitive member surface and the charging roller.
【0013】従って、本発明の目的は、トナーに対する
離型性(非粘着性)に優れ、しかもカーボンブラック等
の高電圧下、絶縁破壊を起こし易い導電性粉末や、弗素
系界面活性剤、エステル系可塑剤等のローラ内部から経
時的に滲み出して感光体などを汚染し易い低抵抗物質な
どを含有しない材料からなる抵抗層を有する電子写真複
写機用半導電性ローラを提供することにある。Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive powder, such as carbon black or the like, which is excellent in releasability (non-adhesiveness) and easily causes dielectric breakdown under a high voltage, such as carbon black, a fluorine-based surfactant, and an ester. electrophotographic double having a resistive layer made of a material containing no such low resistance substance liable to contaminate the like photoreceptor oozing over time from the roller interior, such systems plasticizer
An object of the present invention is to provide a semiconductive roller for a copying machine .
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
した結果、抵抗層の構成材料として四弗化エチレン・プ
ロピレンゴム又はエピクロルヒドリンゴム/弗素系ポリ
マー混合系を使用した半導電性ローラが上記目的に適合
することを知見し、本発明を完成するに至った。The inventors of the present invention have made intensive studies and have found that a semiconductive roller using a tetrafluoroethylene / propylene rubber or an epichlorohydrin rubber / fluorine-based polymer mixed system as a constituent material of a resistance layer has been developed. The inventors have found that the above object is satisfied, and have completed the present invention.
【0015】即ち、本発明によれば、導電性支持体上に
導電性弾性体層と抵抗層とをその順に積層してなる半導
電性ローラであって、しかも前記抵抗層が四弗化エチレ
ン・プロピレンゴムで構成されているか、又はエピクロ
ルヒドリンゴムを主成分とする該ゴムと弗素系ポリマー
との混合物からなる半導電性物質で構成されていること
を特徴とする電子写真複写機用半導電性ローラが提供さ
れる。That is, according to the present invention, there is provided a semiconductive roller in which a conductive elastic layer and a resistance layer are laminated on a conductive support in that order, and the resistance layer is made of ethylene tetrafluoride. propylene rubber with or is constructed, or the rubber and semi electrophotographic copying machine, characterized in that it is constituted by a semiconductive material consisting of a mixture of fluorine polymer to the epichlorohydrin rubber as a main component A sex roller is provided.
【0016】本発明の半導電性ローラは、抵抗層が四弗
化エチレン・プロピレンゴム又はエピロクルヒドリンゴ
ム/弗素系ポリマー混合系から構成されていることによ
り、トナーに対する非粘着に優れ、トナーフィルミング
が防止でき、長期間にわたって安定したローラとしての
機能を発揮できるものとなる。The semiconductive roller of the present invention is excellent in non-adhesion to the toner because the resistance layer is composed of a tetrafluoroethylene-propylene rubber or an epichlorohydrin rubber / fluorine-based polymer mixed system. Filming can be prevented, and a stable function as a roller can be exhibited for a long period of time.
【0017】本発明の半導電性ローラは、導電性支持体
上にまず導電性弾性体層が形成されているが、この導電
性弾性体層用の材料は特に制限されるものではなく、シ
リコーンゴム、エチレンプロピレンゴム、エピクロルヒ
ドリンゴム、ニトリルゴム、ウレタンゴム等の合成ゴム
中に導電性粉末や導電性繊維(カーボンブラック,金属
粉末、カーボン繊維等)などを混入した組成物によって
形成され、体積抵抗が105Ω・cm以下、好ましくは
103Ω・cm以下であって、且つゴム硬度(JIS
A)が20〜50度、好ましくは25〜40度の範囲の
ものが使用される。In the semiconductive roller of the present invention, a conductive elastic layer is first formed on a conductive support. However, the material for the conductive elastic layer is not particularly limited. Formed by a composition in which conductive powder or conductive fiber (carbon black, metal powder, carbon fiber, etc.) is mixed into synthetic rubber such as rubber, ethylene propylene rubber, epichlorohydrin rubber, nitrile rubber, urethane rubber, etc. Is 10 5 Ω · cm or less, preferably 10 3 Ω · cm or less, and the rubber hardness (JIS
A) having a range of 20 to 50 degrees, preferably 25 to 40 degrees is used.
【0018】なお、導電性粉末等の混入の際、抵抗調整
やゴム硬度調整の目的で、可塑剤や活性剤等を使用する
のは好ましくない。と言うのは、これらの薬剤は経時的
に滲み出し、感光体等の表面の汚染及びローラ表面のト
ナーフィルミングの発生原因となるためである。It is not preferable to use a plasticizer, an activator, or the like for the purpose of adjusting resistance or adjusting rubber hardness when mixing conductive powder or the like. This is because these chemicals ooze out over time and cause contamination of the surface of the photoreceptor and the like and toner filming on the roller surface.
【0019】本発明の半導電性ローラは、その抵抗層が
前記したように四弗化エチレン・プロピレンゴム又はエ
ピクロルヒドリンゴム/弗素系ポリマー混合物から構成
されるが、四弗化エチレン・プロピレンゴムは、トナー
に対する非粘着性に優れ、体積抵抗値は中抵抗領域を有
し、しかもこの電気特性の温湿度依存性が著しく小さ
く、また機械的強度も実使用に十分耐える強度をもって
いる弗素ゴムである。従って、このような特性を有する
四弗化エチレン・プロピレンゴムからなるポリマー単一
系で抵抗層を形成すると、トナーフィルミングを防止で
き、しかも長期間にわたって安定したローラとしての機
能を維持することができる。また、体積抵抗、ゴム硬度
を調整するための界面活性剤、可塑剤等を使用する必要
がないので、感光体を汚染することもない。In the semiconductive roller of the present invention, the resistance layer is composed of a tetrafluoroethylene-propylene rubber or an epichlorohydrin rubber / fluoropolymer mixture as described above. It is a fluororubber that has excellent non-adhesiveness to toner, has a medium resistance region with a volume resistance value, has extremely low temperature and humidity dependence of its electrical characteristics, and has mechanical strength sufficient to withstand practical use. . Therefore, maintaining the form of the resistive layer in such properties tetrafluoroethylene-propylene rubber Tona Ru polymers single system with, can prevent toner filming, yet functions as a stable roller over a long period of time Can be. Further, since it is not necessary to use a surfactant, a plasticizer, and the like for adjusting the volume resistance and the rubber hardness, the photoconductor is not contaminated.
【0020】また、エピクロルヒドリンゴムは、体積抵
抗値は中抵抗領域を示し、しかもこの電気特性の温湿度
依存性が小さいという特長をもっているが、トナーに対
する非粘着性が十分でなく、エピクロルヒドリンゴム単
体の抵抗層では、前述したようなトナー固着を生じ、実
使用に耐えるローラとはなり得ない。しかし、エピクロ
ルヒドリンゴムを主成分とする該ゴムと弗素系ポリマー
との混合物からなる抵抗層とすると、トナーに対する非
粘着性が向上し、トナー固着が防止され、長期間にわた
って安定したローラとしての機能を維持し得るようにな
る。しかも、カーボンブラック等の低抵抗材料をゴム中
に分散した系ではないポリマー単一系で半導電性を有し
ているので、帯電ローラに使用した場合でも、ローラの
特性が十分発揮できる。Further, epichlorohydrin rubber has a characteristic that the volume resistance value shows a medium resistance region and the electrical characteristics have a small dependence on temperature and humidity. However, the non-adhesiveness to the toner is not sufficient, and the epichlorohydrin rubber itself is not used. In the resistance layer, the toner sticks as described above, and cannot be a roller that can withstand actual use. However, when the resistive layer is made of a mixture of the rubber containing epichlorohydrin rubber as a main component and a fluorine-based polymer, the non-adhesiveness to the toner is improved, the toner is prevented from sticking, and the function as a stable roller for a long period of time is achieved. Can be maintained. Moreover, the low-resistance material such as carbon black since they have semiconductive a polymer single system is not a distributed system in the rubber, even when used in the charging roller, the characteristics of the roller can be sufficiently exhibited.
【0021】ここで使用される弗素系ポリマーは、溶剤
可溶性弗素樹脂で、フルオロオレフィンと炭化水素系ビ
ニルエーテルとの共重合反応によって得られる非晶質ポ
リマーが特に好ましい。この弗素系ポリマーの詳細につ
いては、小島、山辺、「有機合成化学協会誌」42
(8),841(1984),宗像、宮崎、賀屋,高
柳、「旭硝子研究報告」34(2),205〜224
(1984),特公昭63−1962号、同63−23
04号、同63−2992号各公報等を参照することが
できる。The fluorine-based polymer used here is a solvent-soluble fluorine resin, and an amorphous polymer obtained by a copolymerization reaction between a fluoroolefin and a hydrocarbon-based vinyl ether is particularly preferable. For details of this fluorine-based polymer, see Kojima and Yamabe, “Synthetic Organic Chemistry”, 42
(8), 841 (1984), Munakata, Miyazaki, Kaya, Takayanagi, "Asahi Glass Research Report", 34 (2), 205-224.
(1984), JP-B 63-1962, 63-23
Nos. 04 and 63-2992 can be referred to.
【0022】このポリマーの弗素含有率は25〜32重
量%と比較的低いが、フルオロオレフィンと炭化水素ビ
ニルエーテルが交互に配列した鎖構造をもつ交互共重合
体であり、化学的に安定なフルオロオレフィン部位が規
則的に配列し、不安定な炭化水素系ビニルエーテル部位
を電子的にも立体化学的にも保護しているために化学的
に安定であり、耐久性にも優れている。なお、このポリ
マーは有機溶剤に可溶であるので、コーティング後ポリ
マーを架橋し塗膜に耐溶剤性を付与する必要があるが、
このために反応性に富んだ水酸基含有ビニルエーテルを
共重合し、多官能イソシアネートによる架橋、硬化がな
される。This polymer has a relatively low fluorine content of 25 to 32% by weight, but is an alternating copolymer having a chain structure in which fluoroolefins and hydrocarbon vinyl ethers are alternately arranged, and is a chemically stable fluoroolefin. The sites are regularly arranged and the unstable hydrocarbon vinyl ether sites are protected electronically and stereochemically, so they are chemically stable and have excellent durability. Since this polymer is soluble in organic solvents, it is necessary to crosslink the polymer after coating to impart solvent resistance to the coating film.
For this purpose, a highly reactive hydroxyl group-containing vinyl ether is copolymerized and crosslinked and cured with a polyfunctional isocyanate.
【0023】次に、本発明の半導電性ローラの作製方法
について具体的に説明すると以下のようになる。(i)
まず、導電性弾性体層用材料として、例えば熱加硫型シ
リコーンゴムにカーボンブラックを分散したゴムコンパ
ウンドに過酸化物系加硫剤を添加し、二本ローラを使用
して十分混練し、均一な組成のカーボンブラック分散ゴ
ムコンパウンドを得る。(ii)このゴムパウンドを金属
製軸芯の外周に巻きつけて、あらかじめ加熱(例えば1
70℃)したローラ成形用金型にはさみ込み、所定の圧
力(例えば120Kg/cm2)を印加して一次加硫
(例えば10分間)を行なう。(iii)次に金型の圧力
を解除してローラを取り出した後、二次加硫(例えば2
00℃、4時間)を行なう。(iv)その後ローラ表面を
研削し、必要な外径寸法を得ると同時に表面粗さを10
μm(Rz)以下とする。(v)次いで、抵抗層用材料
として、四弗化エチレン・プロピレンゴム(液状弗素ゴ
ム)をエアースプレー(又はディッピング法)を用い
て、(iv)で得られた導電性弾性体層の外周に塗布し
(塗布厚み30〜200μm)、所定の条件(例えば1
70℃、30分間)で硬化する。Next, the method for producing the semiconductive roller of the present invention will be specifically described as follows. (I)
First, as a material for the conductive elastic layer, for example, a peroxide-based vulcanizing agent is added to a rubber compound in which carbon black is dispersed in a heat-curable silicone rubber, and the mixture is sufficiently kneaded using two rollers, and then uniformly mixed. To obtain a carbon black-dispersed rubber compound having a suitable composition. (Ii) Wrap the rubber compound around the outer periphery of the metal shaft and heat it in advance (for example,
(70 ° C.), and is subjected to primary vulcanization (for example, for 10 minutes) by applying a predetermined pressure (for example, 120 kg / cm 2 ). (Iii) Next, after releasing the pressure of the mold and taking out the roller, secondary vulcanization (for example, 2
(00 ° C., 4 hours). (Iv) Then, the surface of the roller is ground to obtain the required outer diameter, and at the same time, the surface roughness is reduced to 10
μm (Rz) or less. (V) Next, as a material for the resistance layer, a tetrafluoroethylene-propylene rubber (liquid fluororubber) is applied to the outer periphery of the conductive elastic material layer obtained in (iv) using an air spray (or dipping method). After coating (coating thickness 30 to 200 μm), a predetermined condition (for example, 1
(70 ° C., 30 minutes).
【0024】また、抵抗層用材料として、エピクロルヒ
ドリンゴム/弗素系ポリマー混合系を用いる場合には、
前記(v)工程を以下のようにする方法が採用される。
(v)次いで、抵抗層用材料として、未加硫エピクロル
ヒドリンゴムと溶剤可溶性弗素樹脂(イソシアネート硬
化)を、溶剤(例えばトルエン、キシレン等)に溶解
し、所定の粘度(例えば350センチポイズ)に調整し
てディッピング液とし、(iv)で得られた導電性弾性体
層塗設ローラを上記ディッピング液に浸漬し、所定の厚
み(例えば30〜60μm)にコーティングした後、常
温乾燥し、次いで高温乾燥(例えば150℃、10分)
する。In the case where an epichlorohydrin rubber / fluorine-based polymer mixed system is used as the material for the resistance layer,
A method in which the step (v) is performed as follows is employed.
(V) Next, unvulcanized epichlorohydrin rubber and solvent-soluble fluororesin (cured by isocyanate) are dissolved in a solvent (eg, toluene, xylene, etc.) as a material for a resistance layer, and adjusted to a predetermined viscosity (eg, 350 centipoise). The dipping liquid is used as a dipping liquid, and the conductive elastic layer coating roller obtained in (iv) is dipped in the dipping liquid, coated to a predetermined thickness (for example, 30 to 60 μm), dried at room temperature, and then dried at high temperature ( (For example, 150 ° C, 10 minutes)
I do.
【0025】[0025]
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
する。なお、部は重量部を表わす。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Parts represent parts by weight.
【0026】実施例1導電性弾性体層用材料として下記
組成の混合物を混練して均一な組成のゴムコンパウンド
とした後、金型成形(170℃、10分間、120Kg
/cm2)による一次加硫の後、二次加硫(200℃、
4時間)を行なった。 熱加硫型シリコーンゴム 100部 (DY32−931U:東レ・ダウコーニングシリコーン社製) 熱加硫型シリコーンゴム 100部 (SRX−557:東レ・ダウコーニングシリコーン社製) 加硫剤 6部 (RC−4:東レ・ダウコーニングシリコーン社製)Example 1 As a material for a conductive elastic layer, a mixture having the following composition was kneaded to obtain a rubber compound having a uniform composition, and then a metal mold was formed (at 170 ° C. for 10 minutes, 120 kg).
/ Cm 2 ), followed by secondary vulcanization (200 ° C.,
4 hours). Heat vulcanizable silicone rubber 100 parts (DY32-931U: Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) Heat vulcanizable silicone rubber 100 parts (SRX-557: Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.) Vulcanizing agent 6 parts (RC- 4: Dow Corning Toray Silicone Co., Ltd.)
【0027】次に、表面研磨して表面粗さ4μm(R
z)、外径φ12に仕上げて、導電性軸芯上に体積抵抗
3×103Ω・cmの導電性弾性体層を有するローラを
得た。Next, the surface is polished to a surface roughness of 4 μm (R
z), finishing the outer diameter of φ12 to obtain a roller having a conductive elastic layer having a volume resistance of 3 × 10 3 Ω · cm on the conductive shaft core.
【0028】得られた導電性弾性ローラ上に、下記の均
一組成物をエアースプレー法によって塗装した後、17
0℃、30分間で硬化させ、膜厚50μmの塗膜を得
た。 四弗化エチレン・プロピレンゴム 100部 (エイトシール主剤F20UI:大平化成社製) 硬化剤 4部 (エイトシール硬化剤F20UI:大平化成社製) 4−メチル−2−ヘプタノン 350部 このようにしてゴム硬度35度(JIS A)の目的と
する半導電性ローラを得た。The following uniform composition was applied on the obtained conductive elastic roller by an air spray method.
The composition was cured at 0 ° C. for 30 minutes to obtain a coating film having a thickness of 50 μm. Ethylene tetrafluoride / propylene rubber 100 parts (Eight seal main agent F20UI: manufactured by Ohira Kasei Co., Ltd.) Curing agent 4 parts (Eight seal hardener F20UI: manufactured by Ohira Kasei Co., Ltd.) 350 parts of 4-methyl-2-heptanone 350 parts A target semiconductive roller having a hardness of 35 degrees (JIS A) was obtained.
【0029】実施例2〜5抵抗層用材料として、下記組
成のゴム組成物を二本ローラで混練した後、トルエン溶
剤500部に溶かし、粘度を350センチポイズに調整
したエピクロルヒドリンゴム溶液を調製した。エピクロ
ルヒドリン/エチレンオキシド/アリルグリシジルエー
テ 100部ル三元共重合体からなるエピクロルヒドリ
ンゴム(エピクロマCG:大阪曹達社製) 亜鉛華 5部 ステアリン酸 1部 硫黄 1.5部Examples 2 to 5 As a material for a resistance layer, a rubber composition having the following composition was kneaded with a two-roller, and then dissolved in 500 parts of a toluene solvent to prepare an epichlorohydrin rubber solution having a viscosity adjusted to 350 centipoise. Epichlorohydrin / ethylene oxide / allyl glycidyl ether 100 parts Epichlorohydrin rubber composed of terpolymer (Epichroma CG: manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.) Zinc flower 5 parts Stearic acid 1 part Sulfur 1.5 parts
【0030】同じく抵抗層用材料として、下記組成の混
合物を、トルエン/キシレン=1/1の溶剤130部に
溶解して、粘度を350センチポイズに調整した弗素樹
脂溶液を調製した。 弗素樹脂 100部 (ルミフロンLF−600:旭硝子社製) イソシアネート系硬化剤 10部 (コロネートHX:日本ポリウレタン社製)Similarly, as a material for the resistance layer, a mixture having the following composition was dissolved in 130 parts of a toluene / xylene = 1/1 solvent to prepare a fluororesin solution having a viscosity adjusted to 350 centipoise. 100 parts of fluororesin (Lumiflon LF-600: manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.) 10 parts of isocyanate-based curing agent (Coronate HX: manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.)
【0031】実施例1で作成されたと同一の導電性弾性
ローラを、前記エピクロルヒドリンゴム溶液と弗素樹脂
溶液との混合比を表1に示されるように変えたディッピ
ング液に浸漬して、コーティングした後常温乾燥し、次
いで150℃、10分乾燥して、50μmの厚みの抵抗
層をもつ目的とする半導電性ローラを得た。The same conductive elastic roller as that prepared in Example 1 was immersed in a dipping solution in which the mixing ratio of the epichlorohydrin rubber solution and the fluororesin solution was changed as shown in Table 1, and coated. After drying at room temperature and then at 150 ° C. for 10 minutes, an intended semiconductive roller having a resistance layer having a thickness of 50 μm was obtained.
【0032】比較例抵抗層用材料に、実施例2で調製し
たエピクロルヒドリンゴム溶液の単体液を用いた以外
は、実施例2と同様にして半導電性ローラを得た。Comparative Example A semiconductive roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that the simple solution of the epichlorohydrin rubber solution prepared in Example 2 was used as the material for the resistance layer.
【0033】以上のようにして得られた半導電性ローラ
を、図1に示した電子写真複写装置の帯電ローラとして
装着して、経時的なトナーフィルミング性並びに電気的
特性の体積抵抗と絶縁破壊電圧をそれぞれ評価測定し
た。それらの結果を表1に示す。The semiconductive roller obtained as described above is mounted as a charging roller of the electrophotographic copying machine shown in FIG. Each of the breakdown voltages was evaluated and measured. Table 1 shows the results.
【0034】なお、評価方法及び測定方法は、次のよう
に行なった。(1)耐トナーフィルミング性のランク付
け図1の装置を用いて、稼動100時間後及び300時
間後の帯電ローラ表面のトナー付着状態を、次の基準に
より評価したものである。ランク・・・布などでロー
ラ表面のトナーが簡単に拭きとれる。〃 ・・・拭き
取りで僅かにトナーが残存している。〃 ・・・完全
に拭きとりができず、トナーの薄い層が残る。〃 ・
・・トナーが強くローラ表面に固着している。The evaluation method and the measurement method were as follows. (1) Ranking of toner filming resistance Using the apparatus shown in FIG. 1, the toner adhesion state on the surface of the charging roller after 100 hours and 300 hours of operation was evaluated according to the following criteria. Rank: The toner on the roller surface can be easily wiped off with a cloth or the like.・ ・ ・: Slight toner remains after wiping.・ ・ ・: Complete wiping is not possible, and a thin layer of toner remains. 〃 ・
.. The toner is strongly adhered to the roller surface.
【0035】(2)体積抵抗抵抗層単体の抵抗測定で
は、薄いアルミ板(厚み0.5mm)上に抵抗層材料を
ディッピング法によって厚さ50μmにコーティングし
たサンプルを、20℃、60%RHの環境中に16時間
放置した後、抵抗測定セル(16008A:YHP社
製)と、抵抗計(エレクトロメータ610C:ケースレ
社製)を用いて測定。ローラの抵抗測定は、サンプルを
20℃、60%RHの環境中に16時間放置した後、1
0mm幅の銅箔テープ(スコッチテープNo.124
5:3M社製)を電極として用い、主電極とガード電極
との距離を1mmとし、抵抗計(エレクトロメータ61
0C:ケースレ社製)を用いて測定。(2) In measuring the resistance of the volume resistance resistance layer alone, a sample in which a resistance layer material is coated on a thin aluminum plate (thickness 0.5 mm) to a thickness of 50 μm by a dipping method is measured at 20 ° C. and 60% RH. After being left in the environment for 16 hours, measurement was performed using a resistance measuring cell (16008A: manufactured by YHP) and a resistance meter (electrometer 610C: manufactured by Keithle). The resistance of the roller was measured by leaving the sample in an environment of 20 ° C. and 60% RH for 16 hours.
0 mm width copper foil tape (Scotch tape No. 124
5: 3M) as electrodes, the distance between the main electrode and the guard electrode was set to 1 mm, and a resistance meter (electrometer 61) was used.
0C: manufactured by Keithley Co., Ltd.).
【0036】(3)絶縁破壊電圧サンプルのローラを2
0℃、60%RHの環境中に16時間放置した後、10
mm幅の主電極と軸芯間に直流電圧を徐々に上昇させて
印加し、絶縁破壊する最低電圧を求めた。(3) Two rollers for the dielectric breakdown voltage sample
After leaving in an environment of 0 ° C. and 60% RH for 16 hours, 10
A DC voltage was gradually increased and applied between the main electrode having a width of mm and the shaft core, and a minimum voltage at which dielectric breakdown occurred was obtained.
【0037】[0037]
【表1】 [Table 1]
【0038】表1の結果から、本発明のローラは比較例
のローラと比べ、耐トナーフィルミング性において優れ
ており、良好な帯電ローラとし使用できることが分か
る。From the results shown in Table 1, it can be seen that the roller of the present invention is excellent in toner filming resistance as compared with the roller of the comparative example, and can be used as a good charging roller.
【0039】[0039]
【発明の効果】本発明の半導電性ローラは、導電性支持
体上に導電性弾性体層と抵抗層とをその順に積層してな
る半導電性ローラであって、しかも前記抵抗層が四弗化
エチレン・プロピレンゴム又はエピクロルヒドリンゴム
/弗素系ポリマー混合物で形成されているという構成に
したことから、トナーに対する非粘着性に優れているた
めトナーフィルミングが発生しにくく、しかも該抵抗層
は体積抵抗、ゴム硬度等を調整するための界面活性剤、
可塑剤等を使用する必要がないので、感光体を汚染する
こともなく、またカーボンブラック等の低抵抗材料を配
合しなくても十分な半導電性を有しているので、帯電ロ
ーラに使用した場合でもローラの特性が十分発揮され
る。The semiconductive roller of the present invention is a semiconductive roller in which a conductive elastic layer and a resistive layer are laminated on a conductive support in that order, and the resistive layer has four layers. Since it is made of a mixture of ethylene fluoride propylene rubber or epichlorohydrin rubber / fluorine-based polymer, it is excellent in non-adhesiveness to toner, so that toner filming hardly occurs. Surfactant for adjusting volume resistance, rubber hardness, etc.,
It is not necessary to use a plasticizer, etc., so it does not contaminate the photoreceptor and has sufficient semi-conductivity even if it does not contain a low-resistance material such as carbon black. In this case, the characteristics of the roller are sufficiently exhibited.
【図1】本発明の半導電性ローラを帯電ローラに用いた
電子写真複写装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an electrophotographic copying apparatus using a semiconductive roller of the present invention as a charging roller.
【図2】本発明の半導電性ローラの層構成を示す模式断
面図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a layer configuration of a semiconductive roller of the present invention.
1 感光体ドラム 2 帯電ローラ 3 現像器 4 転写紙 5 転写ローラ 6 定着器 7 トナークリーナ 8 露光機構部 9 イレーサ・ランプ 10 軸芯 11 導電性弾性体層 12 抵抗層 REFERENCE SIGNS LIST 1 photosensitive drum 2 charging roller 3 developing device 4 transfer paper 5 transfer roller 6 fixing device 7 toner cleaner 8 exposure mechanism 9 eraser lamp 10 shaft core 11 conductive elastic layer 12 resistance layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−145463(JP,A) 特開 平1−204081(JP,A) 特開 昭57−176064(JP,A) 特開 昭64−37574(JP,A) 特開 昭63−218983(JP,A) 特開 昭63−70879(JP,A) 特開 昭64−52180(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/02 101 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/06 F16C 13/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-4-145463 (JP, A) JP-A-1-204081 (JP, A) JP-A-57-176064 (JP, A) JP-A 64-64 37574 (JP, A) JP-A-63-218983 (JP, A) JP-A-63-70879 (JP, A) JP-A-64-52180 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. 7 , DB name) G03G 15/02 101 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/06 F16C 13/00
Claims (3)
層とをその順に積層してなる半導電性ローラであって、
しかも前記抵抗層が四弗化エチレン・プロピレンゴムで
構成されていることを特徴とする電子写真複写機用半導
電性ローラ。1. A semiconductive roller comprising: a conductive elastic body layer and a resistance layer laminated in this order on a conductive support,
Moreover the resistive layer is semi-conductive roller for electrophotographic copying machine, characterized by being <br/> composed tetrafluoroethylene-propylene rubber.
層とをその順に積層してなる半導電性ローラであって、
しかも前記抵抗層がエピクロルヒドリンゴムを主成分と
する該ゴムと弗素系ポリマーとの混合物からなる半導電
性物質で構成されていることを特徴とする電子写真複写
機用半導電性ローラ。2. A semiconductive roller comprising a conductive support, a conductive elastic layer and a resistance layer laminated in that order,
Moreover, the resistance layer is mainly composed of epichlorohydrin rubber.
Electrophotographic copying characterized by being composed of a semiconductive substance comprising a mixture of the rubber and a fluorine-based polymer.
Semi-conductive roller for machine .
ンと水酸基含有ビニルエーテルを構成成分とした含弗素
共重合体をイソシアネートで架橋して得られたポリマー
である請求項2記載の電子写真複写機用半導電性ロー
ラ。3. The semiconductive material for an electrophotographic copying machine according to claim 2, wherein said fluorine-based polymer is a polymer obtained by crosslinking a fluorine-containing copolymer having fluoroolefin and hydroxyl group-containing vinyl ether as constituents with isocyanate. Sex roller.
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