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JP2007072445A - Semiconductive roll - Google Patents

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JP2007072445A
JP2007072445A JP2006210289A JP2006210289A JP2007072445A JP 2007072445 A JP2007072445 A JP 2007072445A JP 2006210289 A JP2006210289 A JP 2006210289A JP 2006210289 A JP2006210289 A JP 2006210289A JP 2007072445 A JP2007072445 A JP 2007072445A
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善久 水本
Noriaki Hitomi
則明 人見
Hirotoshi Murakami
博俊 村上
Yajun Zhang
亜軍 張
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductive roll on which toner is hardly deposited, resulting in not hindering the movement of the toner due to electrostatic force. <P>SOLUTION: The semiconductive roll has a toner carrier. At least the outermost layer of the toner carrier is formed with resin or rubber, which includes the resin or rubber having at least a chlorine atom, and further which includes titanium oxide at the rate of 3-60 mass part with respect to the resin or rubber having the chlorine atom of 100 mass part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導電性ロールに関し、詳しくは、電子写真装置に装着される現像ロール、クリーニングロール、帯電ロールまたは転写ロール等として用いられるトナー搬送部を有する半導電性ロールに関するものである。   The present invention relates to a semiconductive roll, and more particularly to a semiconductive roll having a toner conveying portion used as a developing roll, a cleaning roll, a charging roll, a transfer roll or the like mounted on an electrophotographic apparatus.

電子写真方式による印刷技術においては、高速化、高画質化、カラー化、小型化といった改良が進み、広く世の中に普及してきた。これら改良において鍵となるのがトナーである。前記あらゆる要求を満たすために必要となるのが、トナーの微細化と、トナー粒径の均一化、トナーの球形化である。トナーの微細化については、トナー粒径が10μm以下、さらには5μm以下のものも出てきている。トナーの球形化については、真球度が99%を上回るものまで出てきている。さらに、高画質化を求めて、従来の粉砕トナーに代わり重合トナーが主流となりつつある。かかる重合トナーは、デジタル情報を印刷物にする際にドットの再現性が非常によく高品質な印刷物が得られる。   In electrophotographic printing technology, improvements such as high speed, high image quality, colorization, and miniaturization have progressed, and have been widely spread throughout the world. The key to these improvements is toner. In order to satisfy all the above requirements, it is necessary to make the toner finer, make the toner particle size uniform, and make the toner spherical. With respect to toner miniaturization, toner particles having a particle diameter of 10 μm or less, and further 5 μm or less have come out. As for the spheroidization of the toner, the sphericity is over 99%. Furthermore, in order to improve image quality, polymerized toners are becoming the mainstream in place of conventional pulverized toners. Such polymerized toner has very good dot reproducibility when digital information is printed, and a high-quality printed material can be obtained.

このようなトナーの微細化および均一化・球形化、重合トナーへの移行に対応して、レーザービームプリンター等の電子写真装置の画像形成機構において、トナーに高い帯電性を付与しかつトナーを付着させることなく効率的に感光体に搬送させることができる現像ロールとして、半導電性ロールが特に有用であるが、さらに、この半導電性ロールの高性能な機能を製品の使用寿命の最後まで維持させることが求められる。   Corresponding to such miniaturization, uniformization and spheroidization of toner, and transfer to polymerized toner, in the image forming mechanism of electrophotographic devices such as laser beam printers, it imparts high chargeability to the toner and adheres the toner A semiconductive roll is particularly useful as a developing roll that can be efficiently transported to a photoconductor without causing the photoconductive member to be transported, and furthermore, the high-performance functions of this semiconductive roll are maintained until the end of the service life of the product. It is required to make it.

それに対して、例えば、本発明者が提案した特開2004−170845号公報(特許文献1)には、電気特性が均一なイオン導電性ゴムを用い、誘電正接調整用充填剤を配合して誘電正接を0.1〜1.5としている導電性ゴムロールが記載されている。当該導電性ゴムロールを用いれば、トナーに適切でかつ高い帯電を付加でき、結果として高画質な初期画像が得られる。さらに、トナーの帯電量が印刷枚数を経ても低下しにくく、結果として高画質が維持できる。   On the other hand, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-170845 (Patent Document 1) proposed by the present inventor, an ion conductive rubber having uniform electrical characteristics is used and a dielectric loss tangent adjusting filler is blended. A conductive rubber roll having a tangent of 0.1 to 1.5 is described. When the conductive rubber roll is used, an appropriate and high charge can be added to the toner, and as a result, a high-quality initial image can be obtained. Furthermore, the charge amount of the toner hardly decreases even after the number of printed sheets, and as a result, high image quality can be maintained.

前記特許文献1においては、イオン導電性を得るためにエピクロルヒドリンゴムに代表される塩素原子を含有するゴム成分を用いることがある。この場合、当該塩素原子を含有するゴム成分は一般に表面自由エネルギーが高く、トナーやトナー外添剤と付着しやすい傾向がある。
あわせてイオン導電性を示すエチレンオキサイドモノマーが重合されている場合は、表面自由エネルギーが上がり濡れやすくなり、半導電性部材に対するトナーの付着性が高くなる。
さらに表面に紫外線照射やオゾン暴露などを施し酸化膜を形成させると、その部分の酸素濃度が高くなるため表面自由エネルギーが上がり半導電性部材に対するトナーの付着性がさらにます可能性がある。
加えて誘電正接を0.1〜1.5とした場合はトナーの帯電性を向上できトナーの搬送量を低減できるためハーフトーン画像など高画質な画像が実現できるが、一方で現像ロール上のトナーの積層量が少なくなるため、現像ロールに対するトナーの付着性がさらにます可能性がある。
In Patent Document 1, a rubber component containing a chlorine atom represented by epichlorohydrin rubber may be used in order to obtain ionic conductivity. In this case, the rubber component containing the chlorine atom generally has a high surface free energy and tends to adhere to the toner and the toner external additive.
In addition, when an ethylene oxide monomer exhibiting ionic conductivity is polymerized, the surface free energy is increased and wettability is facilitated, and the adhesion of the toner to the semiconductive member is increased.
Further, when an oxide film is formed by subjecting the surface to ultraviolet irradiation or ozone exposure, the oxygen concentration in that portion increases, so that the surface free energy increases and the adhesion of the toner to the semiconductive member may further increase.
In addition, when the dielectric loss tangent is 0.1 to 1.5, the chargeability of the toner can be improved and the amount of toner transport can be reduced, so that a high-quality image such as a halftone image can be realized. Since the toner lamination amount is reduced, there is a possibility that the toner adheres more to the developing roll.

このような半導電性部材へのトナーの付着は、ごく初期の画像や連続的に印刷した画像には影響をあまり及ぼさないが、例えば以下のような条件で印刷した場合にはその影響が無視できなくなる。例えば、通常帯電されたトナーは静電気力(クーロン力)により逆の電荷を持つ感光体に搬送されるところ、トナーと現像ロールの付着性が強いためこの静電気力によるトナーの搬送が妨げられ、トナーに付加する帯電量が変わらないにもかかわらず印刷濃度が低下するという問題が生じ得る。
・印刷をほどよく行い、トナーが現像ロールに比較的なじんだ時点
(例えば1%印字画像を2,000枚程度印刷した時点)
・トナーの平均粒径が8μm以下、特に6μm以下の場合
・連続的に印刷せず、例えば一日停止して翌日印刷した場合
・トナーの帯電量が比較的高い低温低湿環境において使用する場合
・高画質を目指してトナーの帯電量を高く設定したプリンターを使用する場合
The adhesion of toner to such a semiconductive member does not affect the very initial image or the continuously printed image. However, for example, when printing is performed under the following conditions, the influence is ignored. become unable. For example, normally charged toner is transported to a photosensitive member having the opposite charge by electrostatic force (Coulomb force). Since the adhesion between the toner and the developing roll is strong, the transport of toner by this electrostatic force is hindered. However, there is a problem that the printing density is lowered even though the amount of charge added to the ink does not change.
・ When printing is performed moderately and the toner is comparatively blended with the developing roll (for example, when about 2,000 1% printed images are printed)
・ When the average particle size of the toner is 8 μm or less, especially 6 μm or less ・ When continuous printing is not performed, for example, when printing is stopped for one day and then printed the next day ・ When used in a low temperature and low humidity environment where the toner charge amount is relatively high When using a printer with high toner charge for high image quality

特開2004−271757号公報(特許文献2)には、ブラスト処理されたブラスト処理表面を有し、前記ブラスト処理表面のピーク部に酸化チタンなどの酸化物粉体が付着されている現像ロールが記載されている。
当該現像ロールにおいては、ブラスト処理表面のピーク部に酸化物粉体が付着することにより、その表面粗さが緩和されてトナーの過帯電が発生することがなく、その結果、画像形成装置の稼働初期においても黒点等の画像不良が発生することがないという利点を有する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-271757 (Patent Document 2) discloses a developing roll having a blasted surface that has been blasted and having oxide powder such as titanium oxide attached to a peak portion of the blasted surface. Are listed.
In the developing roll, the oxide powder adheres to the peak portion of the blasting surface, so that the surface roughness is alleviated and the toner is not overcharged. Even in the initial stage, there is an advantage that image defects such as black spots do not occur.

しかし、特許文献2の請求項4に記載されているように、酸化物粉体はブラスト処理表面に塗布されてピーク部に付着しているだけである。そして、特許文献2第(2)頁右欄第41〜42行に「現像スリーブの表面がある程度削れられて、凹凸面のピークが粗く無くなる」と記載されている。したがって、ブラスト処理表面のピーク部に付着した酸化物粉体は初期段階をすぎると脱落し、長期間に渡って効果を発揮するものではない。
さらに、特許文献2には現像ロールに対するトナーの付着性の軽減については記載も示唆もされていない。
However, as described in claim 4 of Patent Document 2, the oxide powder is only applied to the blasted surface and attached to the peak portion. In Patent Document 2, page (2), right column, lines 41 to 42, it is described that “the surface of the developing sleeve is shaved to some extent, and the peak of the uneven surface is not rough”. Therefore, the oxide powder adhering to the peak portion of the blasted surface falls off after the initial stage and does not exhibit the effect over a long period of time.
Furthermore, Patent Document 2 does not describe or suggest reduction of toner adhesion to the developing roll.

特開2004−170845号公報JP 2004-170845 A 特開2004−271757号公報JP 2004-271757 A

本発明は、トナーが付着しにくく、結果として静電気力によるトナーの移動を妨げることのない半導電性ロールを提供することを課題としている。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductive roll that does not easily adhere toner and consequently does not hinder toner movement due to electrostatic force.

上記課題を解決するため、本発明は、トナー搬送部を有する半導電性ロールであって、前記トナー搬送部は少なくともその最外層が樹脂またはゴムで形成されており、前記樹脂またはゴムは少なくとも塩素原子を有する樹脂またはゴムを含み、さらに塩素原子を有する樹脂またはゴム100質量部に対して3〜60質量部の割合で酸化チタンを含んでいることを特徴とする半導電性ロールを提供している。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a semiconductive roll having a toner conveying portion, wherein the toner conveying portion is formed of at least an outermost layer of resin or rubber, and the resin or rubber is at least chlorine. A semiconductive roll comprising a resin or rubber having atoms and further containing titanium oxide at a ratio of 3 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of a resin or rubber having chlorine atoms. Yes.

本発明の半導電性ロールにおいては少なくとも最外層が樹脂またはゴムで形成されている。そして、前記最外層を構成する樹脂またはゴムは、少なくとも塩素原子を有する樹脂またはゴムを含んでいる。
前記塩素原子を有する樹脂またはゴムとしては、塩素原子を有すれば公知の樹脂またはゴムであってよいが、例えばクロロプレンゴム、塩素化ブチル、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレンもしくは塩化ビニルなどの非導電性樹脂またはゴム、またはエピクロルヒドリン系共重合体などの導電性樹脂またはゴムが挙げられる。
In the semiconductive roll of the present invention, at least the outermost layer is formed of resin or rubber. The resin or rubber constituting the outermost layer includes at least a resin or rubber having a chlorine atom.
The resin or rubber having a chlorine atom may be a known resin or rubber as long as it has a chlorine atom. For example, chloroprene rubber, chlorinated butyl, chlorosulfonated polyethylene, chlorinated polyethylene, vinyl chloride, etc. Examples thereof include a conductive resin or rubber, such as a conductive resin or rubber, or an epichlorohydrin copolymer.

塩素原子を有する樹脂またはゴムとして非導電性樹脂またはゴムを用いる場合は、最外層をイオン導電性とするためにイオン導電性樹脂またはゴムと組み合わせることが好ましい。前記イオン導電性樹脂またはゴムとしてはエチレンオキサイドを含有する共重合体が挙げられる。エチレンオキサイドを含有する共重合体としては、例えばポリエーテル系共重合体またはエピクロルヒドリン系共重合体などが挙げられる。
もちろん塩素原子を有する樹脂またはゴムとして導電性樹脂またはゴムを用いる場合でも、さらに塩素原子を持たないイオン導電性樹脂またはゴムを組み合わせてもよい。
When a non-conductive resin or rubber is used as the resin or rubber having a chlorine atom, it is preferably combined with the ion conductive resin or rubber in order to make the outermost layer ion conductive. Examples of the ion conductive resin or rubber include a copolymer containing ethylene oxide. Examples of the copolymer containing ethylene oxide include a polyether copolymer and an epichlorohydrin copolymer.
Of course, even when a conductive resin or rubber is used as the resin or rubber having a chlorine atom, an ion conductive resin or rubber having no chlorine atom may be combined.

前記最外層を構成する樹脂またはゴムには、前記以外の樹脂またはゴムを含んでいてもよい。例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、アクリロニトリルゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、ウレタンゴム、ブチルゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、シリコーンゴム等が挙げられる。また、アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート、グリシジルアクリレートもしくはブタジエンモノオキシドなどの不飽和エポキシドとプロピレンオキシドとの二元共重合体等の低抵抗ポリマーも例示できる。これらは単独でまたは2種類以上組み合わせて用いることができる。   The resin or rubber constituting the outermost layer may include a resin or rubber other than those described above. Examples thereof include acrylonitrile butadiene rubber (NBR), acrylonitrile rubber, butadiene rubber, styrene butadiene rubber, urethane rubber, butyl rubber, fluorine rubber, isoprene rubber, and silicone rubber. Also, low resistance polymers such as binary copolymers of unsaturated epoxides such as allyl glycidyl ether, glycidyl methacrylate, glycidyl acrylate or butadiene monoxide and propylene oxide can be exemplified. These can be used alone or in combination of two or more.

前記最外層を構成する樹脂またはゴムとしては、(1)エピクロルヒドリン系共重合体単独、(2)クロロプレンゴムと、エピクロルヒドリン系共重合体または/およびポリエーテル系共重合体との組み合わせ、(3)クロロプレンゴムと、NBRと、エピクロルヒドリン系共重合体または/およびポリエーテル系共重合体との組み合わせ、(4)クロロプレンゴムとNBRとの組み合わせが好ましい。なかでも、クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体との組み合わせ、またはクロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体との組み合わせがとくに好ましい。   Examples of the resin or rubber constituting the outermost layer include (1) epichlorohydrin copolymer alone, (2) a combination of chloroprene rubber and epichlorohydrin copolymer and / or polyether copolymer, (3) A combination of chloroprene rubber, NBR, and epichlorohydrin copolymer or / and polyether copolymer, and (4) a combination of chloroprene rubber and NBR is preferable. Of these, a combination of chloroprene rubber and epichlorohydrin copolymer, or a combination of chloroprene rubber, epichlorohydrin copolymer and polyether copolymer is particularly preferable.

最外層を構成する樹脂またはゴムとして2種類以上の樹脂またはゴムを組み合わせる場合、その配合比は適宜選択すればよい。
例えば、クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とを組み合わせる場合、ゴム成分の総質量を100質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が5〜95質量部、好ましくは20〜80質量部、クロロプレンゴム(C)の含有量が5〜95質量部、好ましくは20〜80質量部とすることが好適である。
クロロプレンゴムとエピクロルヒドリン系共重合体とポリエーテル系共重合体とを組み合わせる場合、ゴム成分の総質量を100質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が5〜90質量部、好ましくは10〜70質量部、ポリエーテル系共重合体の含有量が5〜40質量部、好ましくは5〜20質量部、クロロプレンゴムの含有量が5〜90質量部、好ましくは10〜80質量部とすることが好適である。このような配合比にすることにより、3成分をうまく分散させることができ強度をはじめとする物性を向上させることができる。より好ましくは、質量比でエピクロルヒドリン系共重合体:クロロプレンゴム:ポリエーテル系共重合体=2〜5:4〜7:1である。
When two or more kinds of resins or rubbers are combined as the resin or rubber constituting the outermost layer, the blending ratio may be appropriately selected.
For example, when combining a chloroprene rubber and an epichlorohydrin copolymer, if the total mass of the rubber component is 100 parts by mass, the content of the epichlorohydrin copolymer is 5 to 95 parts by mass, preferably 20 to 80 parts by mass, The content of the chloroprene rubber (C) is 5 to 95 parts by mass, preferably 20 to 80 parts by mass.
When combining chloroprene rubber, epichlorohydrin copolymer and polyether copolymer, if the total mass of the rubber component is 100 parts by mass, the content of epichlorohydrin copolymer is 5 to 90 parts by mass, preferably 10 parts. ˜70 parts by mass, polyether copolymer content is 5 to 40 parts by mass, preferably 5 to 20 parts by mass, and chloroprene rubber content is 5 to 90 parts by mass, preferably 10 to 80 parts by mass. Is preferred. By setting it as such a mixture ratio, three components can be disperse | distributed well and the physical properties including intensity | strength can be improved. More preferably, it is epichlorohydrin copolymer: chloroprene rubber: polyether copolymer = 2 to 5: 4 to 7: 1 by mass ratio.

エピクロルヒドリン系共重合体としては、例えば、エピクロルヒドリン単独重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド共重合体、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合体等が挙げられる。   Examples of the epichlorohydrin-based copolymer include epichlorohydrin homopolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer, epichlorohydrin-propylene oxide copolymer, epichlorohydrin-allyl glycidyl ether copolymer, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer. Examples thereof include an epichlorohydrin-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer and an epichlorohydrin-ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer.

エピクロルヒドリン系共重合体としてはエチレンオキサイドを含む共重合体が好ましく、エチレンオキサイド含量が30モル%以上95モル%以下、好ましくは55モル%以上95モル%以下、さらに好ましくは60モル%以上80モル%以下である共重合体が特に好適である。エチレンオキサイドは体積固有抵抗値を下げる働きがあるが、エチレンオキサイド含量が30モル%未満であるとその体積固有抵抗値の低減効果が小さい。一方、エチレンオキサイド含量が95モル%を超えると、エチレンオキサイドの結晶化が起こり分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に体積固有抵抗値が上昇する傾向があると共に、加硫ゴムの硬度上昇や加硫前のゴムの粘度上昇と言った問題が生じやすい。   As the epichlorohydrin copolymer, a copolymer containing ethylene oxide is preferable, and the ethylene oxide content is 30 mol% to 95 mol%, preferably 55 mol% to 95 mol%, more preferably 60 mol% to 80 mol. % Or less is particularly preferred. Ethylene oxide has a function of lowering the volume resistivity, but if the ethylene oxide content is less than 30 mol%, the effect of reducing the volume resistivity is small. On the other hand, if the ethylene oxide content exceeds 95 mol%, crystallization of ethylene oxide occurs and the segmental movement of the molecular chain is hindered, and conversely, the volume resistivity tends to increase and the hardness of the vulcanized rubber increases. And the problem of increased viscosity of rubber before vulcanization is likely to occur.

なかでも、エピクロルヒドリン系共重合体としてはエピクロルヒドリン(EP)−エチレンオキサイド(EO)−アリルグリシジルエーテル(AGE)共重合体を用いることが特に好ましい。前記共重合体中のEO:EP:AGEの好ましい含有比率はEO:EP:AGE=30〜95モル%:4.5〜65モル%:0.5〜10モル%であり、さらに好ましい比率はEO:EP:AGE=60〜80モル%:15〜40モル%:2〜6モル%である。
また、エピクロルヒドリン系共重合体としては、エピクロルヒドリン(EP)−エチレンオキサイド(EO)共重合体を用いることもできる。前記共重合体中のEO:EPの好ましい含有比率はEO:EP=30〜80モル%:20〜70モル%であり、さらに好ましい比率はEO:EP=50〜80モル%:20〜50モル%である。
Especially, it is especially preferable to use an epichlorohydrin (EP) -ethylene oxide (EO) -allyl glycidyl ether (AGE) copolymer as an epichlorohydrin type copolymer. A preferable content ratio of EO: EP: AGE in the copolymer is EO: EP: AGE = 30 to 95 mol%: 4.5 to 65 mol%: 0.5 to 10 mol%, and a more preferable ratio is EO: EP: AGE = 60-80 mol%: 15-40 mol%: 2-6 mol%.
Moreover, as an epichlorohydrin-type copolymer, an epichlorohydrin (EP) -ethylene oxide (EO) copolymer can also be used. A preferable content ratio of EO: EP in the copolymer is EO: EP = 30 to 80 mol%: 20 to 70 mol%, and a more preferable ratio is EO: EP = 50 to 80 mol%: 20 to 50 mol. %.

エピクロルヒドリン系共重合体を配合する場合、その配合量はゴム成分100質量部に対し5質量部以上であることが好ましく、15質量部以上であることがより好ましく、20質量部以上であることがさらに好ましい。   When the epichlorohydrin copolymer is blended, the blending amount is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, and more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Further preferred.

ポリエーテル系共重合体としては、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、プロピレンオキサイド−アリルグルシジルエーテル共重合体、エチレンオキサイド−プロピレンオキサイド共重合体またはウレタン系ゴム等が挙げられる。   Examples of the polyether copolymer include ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer, ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer, propylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer, ethylene oxide-propylene oxide. Examples thereof include a copolymer or urethane rubber.

ポリエーテル系共重合体としてはエチレンオキサイドを含む共重合体が好ましく、エチレンオキサイド含量が50〜95モル%である共重合体がより好ましい。エチレンオキサイドの比率が高い方が多くのイオンを安定化でき低抵抗化が実現できるが、エチレンオキサイドの比率を上げすぎるとエチレンオキサイドの結晶化が起こり分子鎖のセグメント運動が妨げられるため、逆に体積固有抵抗が上昇する可能性があるからである。   As the polyether copolymer, a copolymer containing ethylene oxide is preferable, and a copolymer having an ethylene oxide content of 50 to 95 mol% is more preferable. Higher ethylene oxide ratios can stabilize more ions and lower resistance, but if the ethylene oxide ratio is increased too much, crystallization of ethylene oxide occurs and hinders the molecular chain segment movement. This is because the volume resistivity may increase.

ポリエーテル系共重合体はエチレンオキサイドに加えてアリルグリシジルエーテルをも含むことが好ましい。アリルグリシジルエーテルを共重合することにより、このアリルグリシジルエーテルユニット自体が側鎖として自由体積を得ることから、前記エチレンオキサイドの結晶化を抑制することができ、その結果として従来にない低抵抗化が実現できる。さらにアリルグリシジルエーテルの共重合により炭素−炭素間の二重結合を導入して他のゴムとの架橋を可能にでき、他のゴムと共架橋することによりブリードや感光体汚染を防止することができる。
ポリエーテル系共重合体中のアリルグリシジルエーテル含量としては1〜10モル%が好ましい。1モル%未満ではブリードや感光体汚染の発生が起こり易くなる一方、10モル%を越えると、それ以上の結晶化の抑制効果は得られず、加硫後の架橋点の数が多くなり、却って低抵抗化が実現できず、また、引張強度や疲労特性、耐屈曲性等が悪化することとなる。
The polyether copolymer preferably contains allyl glycidyl ether in addition to ethylene oxide. By copolymerizing allyl glycidyl ether, this allyl glycidyl ether unit itself obtains free volume as a side chain, so that crystallization of the ethylene oxide can be suppressed, and as a result, unprecedented low resistance can be achieved. realizable. Furthermore, it is possible to crosslink with other rubber by introducing a carbon-carbon double bond by copolymerization of allyl glycidyl ether, and co-crosslinking with other rubber can prevent bleeding and photoreceptor contamination. it can.
The allyl glycidyl ether content in the polyether copolymer is preferably 1 to 10 mol%. If it is less than 1 mol%, bleed or photoconductor contamination is likely to occur. If it exceeds 10 mol%, no further effect of suppressing crystallization is obtained, and the number of crosslinking points after vulcanization increases. On the other hand, low resistance cannot be realized, and tensile strength, fatigue characteristics, flex resistance, and the like are deteriorated.

本発明で用いるポリエーテル系共重合体としては、なかでもエチレンオキサイド(EO)−プロピレンオキサイド(PO)−アリルグリシジルエーテル(AGE)三元共重合体を用いることが好ましい。プロピレンオキサイドを共重合させることにより、エチレンオキサイドによる結晶化をさらに抑制することができる。前記ポリエーテル系共重合体中のEO:PO:AGEの好ましい含有比率はEO:PO:AGE=50〜95モル%:1〜49モル%:1〜10モル%である。さらに、ブリードや感光体汚染をより有効に防止するため、前記EO−PO−AGE三元共重合体の数平均分子量Mnは10,000以上であることが好ましい。   As the polyether-based copolymer used in the present invention, it is particularly preferable to use an ethylene oxide (EO) -propylene oxide (PO) -allyl glycidyl ether (AGE) terpolymer. By copolymerizing propylene oxide, crystallization by ethylene oxide can be further suppressed. A preferable content ratio of EO: PO: AGE in the polyether-based copolymer is EO: PO: AGE = 50 to 95 mol%: 1 to 49 mol%: 1 to 10 mol%. Further, in order to more effectively prevent bleeding and photoreceptor contamination, the EO-PO-AGE terpolymer preferably has a number average molecular weight Mn of 10,000 or more.

ポリエーテル系共重合体を配合する場合、その配合量はゴム成分100質量部に対し5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましい。   When the polyether copolymer is blended, the blending amount is preferably 5 parts by mass or more and more preferably 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

クロロプレンゴムはクロロプレンの重合体で乳化重合により製造されるが、分子量調節剤の種類によりイオウ変性タイプ、非イオウ変性タイプに分類される。
イオウ変性タイプは、イオウとクロロプレンを共重合したポリマーをチウラムジスルフィド等で可塑化し、所定のムーニー粘度に調整するものである。非イオウ変性タイプとしては、メルカプタン変性タイプまたはキサントゲン変性タイプ等が挙げられる。メルカプタン変性タイプは、n−ドデシルメルカプタン、tert−ドデシルメルカプタンまたはオクチルメルカプタン等のアルキルメルカプタン類を分子量調節剤として使用するものである。また、キサントゲン変性タイプはアルキルキサントゲン化合物を分子量調節剤として使用するものである。
また、クロロプレンゴムは生成クロロプレンゴムの結晶加速度により、結晶化速度が中庸のタイプ、結晶化速度が遅いタイプおよび結晶化速度が早いタイプに分けられる。
本発明においてはいずれのタイプを用いてもよいが、非イオウ変性で結晶化速度が遅いタイプが好ましい。
また、本発明において、クロロプレンゴムとしてクロロプレンゴムに類似の構造を有するゴムまたはエラストマーを用いることもできる。例えば、クロロプレンと他の共重合可能な単量体1種以上との混合物を重合させて得られた共重合体を用いてもよい。クロロプレンと共重合可能な単量体としては、例えば2,3−ジクロロ−1,3−ブタジエン、1−クロロ−1,3−ブタジエン、硫黄、スチレン、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、イソプレン、ブタジエン並びにアクリル酸、メタクリル酸およびこれらのエステル類などが挙げられる。
Chloroprene rubber is a chloroprene polymer produced by emulsion polymerization, and is classified into a sulfur-modified type and a non-sulfur-modified type depending on the type of molecular weight regulator.
In the sulfur-modified type, a polymer obtained by copolymerizing sulfur and chloroprene is plasticized with thiuram disulfide or the like and adjusted to a predetermined Mooney viscosity. Examples of non-sulfur-modified types include mercaptan-modified types and xanthogen-modified types. The mercaptan-modified type uses an alkyl mercaptan such as n-dodecyl mercaptan, tert-dodecyl mercaptan or octyl mercaptan as a molecular weight regulator. The xanthogen-modified type uses an alkyl xanthogen compound as a molecular weight regulator.
The chloroprene rubber is classified into a medium crystallization speed type, a low crystallization speed type, and a high crystallization speed type depending on the crystal acceleration of the produced chloroprene rubber.
In the present invention, any type may be used, but a type that is non-sulfur modified and has a low crystallization rate is preferred.
In the present invention, a rubber or elastomer having a structure similar to that of chloroprene rubber can be used as the chloroprene rubber. For example, a copolymer obtained by polymerizing a mixture of chloroprene and one or more other copolymerizable monomers may be used. Examples of monomers copolymerizable with chloroprene include 2,3-dichloro-1,3-butadiene, 1-chloro-1,3-butadiene, sulfur, styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, isoprene, butadiene and acrylic. Examples include acids, methacrylic acid, and esters thereof.

クロロプレンゴムを配合する場合、その配合量はゴム成分100質量部に対し1〜100質量部の範囲で適宜選択できる。しかし、帯電性付与の効果を鑑みれば、クロロプレンゴムがゴム成分100質量部に対し約5質量部以上含まれていることが好ましい。さらに、ゴムの均一性の観点から約10質量部以上含まれていることがより好ましい。配合量の上限値は80質量部以下であることが好ましく、60質量部以下であることがより好ましい。   When blending chloroprene rubber, the blending amount can be appropriately selected within the range of 1 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. However, in view of the effect of imparting charging property, it is preferable that the chloroprene rubber is contained in an amount of about 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component. Furthermore, it is more preferable that it is contained about 10 parts by mass or more from the viewpoint of rubber uniformity. The upper limit of the amount is preferably 80 parts by mass or less, and more preferably 60 parts by mass or less.

NBRとしては、アクリロニトリル含量が25%以下である低ニトリルNBR、アクリロニトリル含量が25〜31%である中ニトリルNBR、アクリロニトリル含量が31〜36%である中高ニトリルNBR、アクリロニトリル含量が36%以上である高ニトリルNBRのいずれを用いてもよい。
本発明においてはゴム比重を低減するために比重の小さい低ニトリルNBRを用いることが好ましい。クロロプレンゴムとの混合性を鑑みれば中ニトリルNBRまたは低ニトリルNBRを用いることが好ましく、より具体的には溶解パラメーターの観点からアクリロニトリル含量が15〜39%、好ましくは17〜35%、より好ましくは20〜30%のNBRを用いることが好適である。
NBR is a low nitrile NBR with an acrylonitrile content of 25% or less, a medium nitrile NBR with an acrylonitrile content of 25-31%, a medium-high nitrile NBR with an acrylonitrile content of 31-36%, and an acrylonitrile content of 36% or more. Any of high nitrile NBR may be used.
In the present invention, it is preferable to use a low nitrile NBR having a small specific gravity in order to reduce the specific gravity of the rubber. In view of miscibility with chloroprene rubber, it is preferable to use medium nitrile NBR or low nitrile NBR. More specifically, from the viewpoint of solubility parameters, the acrylonitrile content is 15 to 39%, preferably 17 to 35%, more preferably. It is preferred to use 20-30% NBR.

NBRを配合する場合、その含有量は全ゴム成分100質量部に対し5〜65質量部であることが好ましく、10〜65質量部であることがより好ましく、20〜50質量部であることがより好ましい。トナーの帯電量が低減するのでNBRの含有量は65質量部以下であることが好ましく、硬度上昇の抑制や温度依存性の低減効果を実質的に得るためにはNBRの含有量は5質量部以上であることが好ましい。   When mix | blending NBR, it is preferable that the content is 5-65 mass parts with respect to 100 mass parts of all the rubber components, It is more preferable that it is 10-65 mass parts, It is 20-50 mass parts. More preferred. Since the charge amount of the toner is reduced, the NBR content is preferably 65 parts by mass or less. In order to substantially suppress the increase in hardness and reduce the temperature dependence, the NBR content is 5 parts by mass. The above is preferable.

本発明の半導電性ロールは、上述した塩素原子を有する樹脂またはゴム100質量部に対して3〜60質量部の割合で酸化チタンを含んでいることを特徴とする。
本発明で用いる酸化チタンとしては特に限定されず公知のものを用いればよい。結晶系としては、アナターゼ型、ルチル型、これらの混晶型、アモルファスのいずれのものも用いることができるが、なかでもルチル型の酸化チタンを用いることが好ましい。酸化チタンは、例えば硫酸法や塩素法、または例えばチタンアルコキシド、チタンハライドもしくはチタンアセチルアセトネート等の揮発性チタン化合物の低温酸化(熱分解や加水分解)により得られる。
本発明で用いる酸化チタンにおいては粒径が0.5μm以下である粒子が50%以上含まれていることが好ましい。この場合に酸化チタンの分散性がよくなるからである。なかでも、平均粒径が0.1〜0.5μmである酸化チタンを用いることが好ましい。
The semiconductive roll of the present invention is characterized by containing titanium oxide at a ratio of 3 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the above-described resin or rubber having a chlorine atom.
It does not specifically limit as a titanium oxide used by this invention, What is necessary is just to use a well-known thing. As the crystal system, any one of anatase type, rutile type, mixed crystal type thereof, and amorphous type can be used. Among them, rutile type titanium oxide is preferably used. Titanium oxide is obtained, for example, by the sulfuric acid method or the chlorine method, or by low-temperature oxidation (thermal decomposition or hydrolysis) of a volatile titanium compound such as titanium alkoxide, titanium halide or titanium acetylacetonate.
The titanium oxide used in the present invention preferably contains 50% or more of particles having a particle size of 0.5 μm or less. This is because the dispersibility of titanium oxide is improved in this case. Especially, it is preferable to use the titanium oxide whose average particle diameter is 0.1-0.5 micrometer.

酸化チタンの配合量を塩素原子を有する樹脂またはゴム100質量部に対して3〜60質量部としたのは、酸化チタンの配合量が3質量部未満であると酸化チタンによるトナー付着性の低減効果が発揮されにくく、逆に酸化チタンの配合量が60質量部を超えると、最外層の硬度が高くなりすぎたり、トナーに適切な帯電を付加できなくなったりする。酸化チタンの配合量は5〜60質量部であることがより好ましい。   The reason why the amount of titanium oxide is 3 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin or rubber having chlorine atoms is that when the amount of titanium oxide is less than 3 parts by mass, the toner adhesion due to titanium oxide is reduced. If the blending amount of titanium oxide exceeds 60 parts by mass, the hardness of the outermost layer becomes too high, or proper charge cannot be applied to the toner. As for the compounding quantity of a titanium oxide, it is more preferable that it is 5-60 mass parts.

本発明のロールは半導電性を有する。具体的には、印加電圧100Vにおけるロール電気抵抗が10〜10Ωであることが好ましく、10〜10Ωであることがより好ましい。
流れる電流を制御して画像不良の発生を抑制し、感光体への放電を防ぐためロール電気抵抗は10Ω以上であることが好ましい。また、例えばトナー供給等の効率を維持し、トナーが感光体に移行する際に現像ロールの電圧降下が起こり以後現像ロールから感光体へ確実にトナーを搬送できなくなって画像不良が生じることを防ぐためにはロール電気抵抗は10Ω以下であることが好ましい。また、10Ω以下であると、より幅広い環境下でも使用でき極めて有用である。なお、ロール電気抵抗は実施例に記載の方法で測定する。
The roll of the present invention has semiconductivity. Specifically, it is preferable that the roll resistance is 10 5 to 10 8 Omega at an applied voltage of 100 V, and more preferably 10 5 ~10 7 Ω.
The roll electric resistance is preferably 10 5 Ω or more in order to control the flowing current to suppress the occurrence of image defects and prevent discharge to the photoreceptor. In addition, for example, the efficiency of toner supply and the like is maintained, and when the toner moves to the photosensitive member, a voltage drop of the developing roller occurs, and after that, the toner cannot be reliably conveyed from the developing roller to the photosensitive member, thereby preventing image defects. In order to prevent this, the roll electrical resistance is preferably 10 8 Ω or less. Further, if it is 10 7 Ω or less, it can be used in a wider range of environments and is extremely useful. The roll electrical resistance is measured by the method described in the examples.

導電性には電子導電性とイオン導電性とがあるが、より均一な電気特性を得られることからイオン導電性を有することが好ましい。
最外層を構成する樹脂またはゴムにイオン導電性を示す樹脂またはゴムが含まれる場合は、その配合量を調整することによりイオン導電性とすることができる。もちろん下記するイオン導電剤を併用してもよい。
最外層を構成する樹脂またはゴムにイオン導電性を示す樹脂またはゴムが含まれない場合はイオン導電剤を添加する。
Although there exist electronic conductivity and ionic conductivity in electroconductivity, since it can acquire more uniform electrical property, it is preferable to have ionic conductivity.
When the resin or rubber constituting the outermost layer contains a resin or rubber exhibiting ionic conductivity, it can be made ionic conductive by adjusting the blending amount thereof. Of course, the following ion conductive agent may be used in combination.
When the resin or rubber constituting the outermost layer does not contain a resin or rubber exhibiting ionic conductivity, an ionic conductive agent is added.

イオン導電剤は種々選択できるが、例えばフルオロ基(F−)およびスルホニル基(−SO−)を有する陰イオンを備えた塩などが挙げられる。より具体的には、ビスフルオロアルキルスルホニルイミドの塩、トリス(フルオロアルキルスルホニル)メタンの塩またはフルオロアルキルスルホン酸の塩などが挙げられる。前記塩において陰イオンと対になる陽イオンとしては、アルカリ金属、2A族またはその他の金属イオンが好ましく、なかでもリチウムイオンがより好ましい。前記イオン導電剤として具体的には、例えばLiCFSO、LiN(SOCF、LiC(SOCF)、LiCH(SOCF、LiSFCFSO等が挙げられる。
イオン導電剤の配合量は、その種類によって適宜選択することができるが、例えばゴム成分100質量部に対して0.1〜5質量部であることが好ましい。
Various ion conductive agents can be selected, and examples thereof include a salt having an anion having a fluoro group (F—) and a sulfonyl group (—SO 2 —). More specifically, a salt of bisfluoroalkylsulfonylimide, a salt of tris (fluoroalkylsulfonyl) methane, a salt of fluoroalkylsulfonic acid, or the like can be given. The cation paired with the anion in the salt is preferably an alkali metal, group 2A or other metal ion, more preferably a lithium ion. Specific examples of the ion conductive agent include LiCF 9 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ), LiCH (SO 2 CF 3 ) 2 , LiSF 6 CF 2 SO 3, and the like. Can be mentioned.
Although the compounding quantity of an ionic conductive agent can be suitably selected according to the kind, it is preferable that it is 0.1-5 mass parts with respect to 100 mass parts of rubber components, for example.

所望により電子導電剤を配合して電子導電性を付加してもよい。電子導電剤としては、ケッチェンブラック、ファーネスブラックもしくはアセチレンブラック等の導電性カーボンブラック;酸化亜鉛、チタン酸カリウム、アンチモンドープ酸化チタン、酸化スズもしくはグラファイト等の導電性金属酸化物;カーボン繊維等が挙げられる。電子導電剤の配合量は電気抵抗値などの物性を見ながら適宜選択すればよいが、例えばゴム成分100質量部に対して5〜20質量部程度である。   If desired, an electronic conductivity may be added to add electronic conductivity. Examples of electronic conductive agents include conductive carbon blacks such as ketjen black, furnace black or acetylene black; conductive metal oxides such as zinc oxide, potassium titanate, antimony-doped titanium oxide, tin oxide or graphite; carbon fibers, etc. Can be mentioned. The blending amount of the electronic conductive agent may be appropriately selected while observing physical properties such as an electric resistance value, and is, for example, about 5 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本発明の半導電性ロールにおいては、トナーに高い帯電性を付与し、かつその帯電性の持続性を向上させるために、電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加した際の誘電正接を0.1〜1.8としている。
半導電性ロールの電気特性において誘電正接とは、電気の流し易さ(導電率)とコンデンサー成分(静電容量)の影響度を示す指標であり、交流電流を印加した際の位相遅れを示すパラメーターでもあり、電圧をかけた時のコンデンサー成分割合の大きさを示している。 即ち、誘電正接はトナーが量規制ブレードにより高圧で現像ロールに接触した際に生成される帯電量と感光体へ搬送されるまでにロール上に逃げる帯電量とにより表され、感光体接触直前の帯電量を示す指標となる。
誘電正接が大きいと電気(電荷)を通しやすく分極は進みにくい。逆に誘電正接が小さいと電気(電荷)を通しにくく分極が進むことになる。よって、誘電正接が小さい方がロールのコンデンサー的特性が高く、摩擦帯電で生じたトナー上の電荷をロールから逃すことなく維持できる。すなわち、トナーに帯電性を付加でき、付加した帯電性を維持することができる。かかる効果を得るために誘電正接を約1.8以下としている。また、帯電量が上がりすぎて印刷濃度が低下しすぎるのを防ぐため、さらには誘電正接を調整するための添加物の量が多くなり硬くなるを避けるため、誘電正接は約0.1以上としている。
誘電正接の下限は0.3以上がより好ましく、0.5以上が最も好ましく、また上限は1.5以下がより好ましく、1.0以下がさらに好ましく、0.8以下が最も好ましい。
In the semiconductive roll of the present invention, in order to impart high chargeability to the toner and to improve the sustainability of the chargeability, the dielectric loss tangent when an AC voltage is applied at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz is set to 0. 1 to 1.8.
In the electrical characteristics of the semiconductive roll, the dielectric loss tangent is an index indicating the degree of influence of the electric flow (conductivity) and the capacitor component (capacitance), and indicates the phase delay when an alternating current is applied. It is also a parameter and indicates the size of the capacitor component ratio when voltage is applied. That is, the dielectric loss tangent is expressed by the amount of charge generated when the toner comes into contact with the developing roll at a high pressure by the amount regulating blade and the amount of charge that escapes onto the roll before being conveyed to the photoreceptor. It becomes an index indicating the charge amount.
When the dielectric loss tangent is large, it is easy to pass electricity (electric charge) and the polarization does not proceed easily. Conversely, when the dielectric loss tangent is small, it is difficult for electricity (electric charge) to pass therethrough and the polarization proceeds. Therefore, the smaller the dielectric loss tangent, the higher the capacitor-like characteristics of the roll, and the charge on the toner generated by frictional charging can be maintained without escaping from the roll. That is, chargeability can be added to the toner, and the added chargeability can be maintained. In order to obtain such an effect, the dielectric loss tangent is set to about 1.8 or less. In addition, in order to prevent the charge amount from being excessively increased and the printing density from being excessively decreased, and further to prevent the amount of the additive for adjusting the dielectric loss tangent from increasing and becoming hard, the dielectric loss tangent is set to about 0.1 or more. Yes.
The lower limit of the dielectric loss tangent is more preferably 0.3 or more, most preferably 0.5 or more, and the upper limit is more preferably 1.5 or less, still more preferably 1.0 or less, and most preferably 0.8 or less.

誘電正接は後述の実施例に記載の方法で測定している。
誘電正接の測定条件として5Vの微小電圧を印加しているのは、前記半導電性ロールを現像ロールとした場合、現像ロールがトナーを保持した際、また、トナーを感光体に搬送した際には極めて微小な電圧変動を生じるためである。
また、周波数を100Hzとしているのは、現像ロールの回転数、現像ロールが接触または近接する感光体やブレード、トナー供給ロールとのニップを考慮すると100Hz程度の低周波数が極めて事象に適合するためである。
The dielectric loss tangent is measured by the method described in Examples described later.
A minute voltage of 5 V is applied as a dielectric tangent measurement condition when the semiconductive roll is a developing roll, when the developing roll holds toner, or when the toner is conveyed to a photoreceptor. This is because extremely small voltage fluctuations occur.
The reason why the frequency is set to 100 Hz is that a low frequency of about 100 Hz is extremely suitable for the event considering the rotation speed of the developing roll, the nip with the photosensitive member, blade, and toner supply roll that are in contact with or close to the developing roll. is there.

半導電性ロールの誘電正接を前記所定の範囲内に制御するため、最外層を構成する樹脂またはゴムに誘電正接調整剤を配合する。誘電正接調整剤としては、弱導電性カーボンブラックまたは脂肪酸処理された炭酸カルシウム等が挙げられる。なかでも、弱導電性カーボンブラックを用いる方が好ましい。脂肪酸処理された炭酸カルシウムを用いると、酸化チタンとのなじみがよすぎて一部凝集することにより粒径の大きな粒子に成長する可能性があり分散性が損なわれるおそれがあるが、弱導電性カーボンブラックの場合は酸化チタンとの分散性の相性が極めてよいからである。   In order to control the dielectric loss tangent of the semiconductive roll within the predetermined range, a dielectric loss tangent adjusting agent is blended with the resin or rubber constituting the outermost layer. Examples of the dielectric loss tangent adjusting agent include weakly conductive carbon black or calcium carbonate treated with a fatty acid. Among these, it is preferable to use weakly conductive carbon black. If calcium carbonate treated with fatty acid is used, it may become familiar with titanium oxide and partly agglomerate to grow into large particles, which may impair dispersibility. This is because carbon black has extremely good dispersibility with titanium oxide.

弱導電性カーボンブラックとは粒径が大きくストラクチャーの発達が小さく導電性への寄与が小さいカーボンブラックであり、これを配合することにより導電性を高めることなく分極作用によるコンデンサー的な働きを得ることができ、電気抵抗の均一化を損なうことなく帯電性のコントロールを実現できる。
前記弱導電性カーボンブラックとして、一次粒径が80nm以上、好ましくは100nm以上のものを用いれば、より有効に前記効果が得られる。また、一次粒径が500nm以下、好ましくは250nm以下であると表面粗さを極めて小さくできる。前記弱導電性カーボンブラックの形状は表面積が小さいことから球形状または球形に近い形状が好ましい。
弱導電性カーボンブラックとしては種々の選択が可能であるが、中でも大粒径を得やすいファーネス法またはサーマル法により製造されたカーボンブラックが好ましく、ファーネスカーボンブラックがより好ましい。カーボンの分類で言うとSRFやFT、MTが好ましい。また顔料で用いられるカーボンブラックを用いても良い。
Weakly conductive carbon black is a carbon black with a large particle size, small structure development, and small contribution to conductivity. By blending this, it is possible to obtain a capacitor-like function by polarization without increasing conductivity. Therefore, it is possible to control the chargeability without impairing the uniformity of electric resistance.
If the weak conductive carbon black has a primary particle size of 80 nm or more, preferably 100 nm or more, the above effect can be obtained more effectively. Further, when the primary particle size is 500 nm or less, preferably 250 nm or less, the surface roughness can be extremely reduced. The weakly conductive carbon black is preferably spherical or nearly spherical because of its small surface area.
Various types of weakly conductive carbon black can be selected. Among them, carbon black produced by a furnace method or a thermal method that easily obtains a large particle size is preferable, and furnace carbon black is more preferable. In terms of carbon classification, SRF, FT, and MT are preferable. Carbon black used as a pigment may also be used.

弱導電性カーボンブラックの配合量は、誘電正接の低減効果を実質的に発揮するためにゴム成分100質量部に対して5質量部以上であることが好ましく、硬度が上昇し接触する他の部材を損傷させるおそれを避け、かつ耐摩耗性の低下を回避するために、70質量部以下であることが好ましい。また、印加電圧に対しロール抵抗の電圧変動が小さい、いわゆるイオン導電性特性を得るためにも、70質量部以下の配合が好ましい。
弱導電性カーボンブラックの配合量は、他の成分との混合性の観点から10〜60質量部であることがより好ましく、25〜55質量部であることが特に好ましい。
The blending amount of the weakly conductive carbon black is preferably 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the rubber component in order to substantially exhibit the effect of reducing the dielectric loss tangent, and the other members that are brought into contact with increasing hardness. Is preferably 70 parts by mass or less in order to avoid the risk of damaging the film and to avoid a decrease in wear resistance. Further, in order to obtain a so-called ionic conductivity characteristic in which the voltage fluctuation of the roll resistance is small with respect to the applied voltage, the blending of 70 parts by mass or less is preferable.
The blending amount of the weakly conductive carbon black is more preferably 10 to 60 parts by mass, and particularly preferably 25 to 55 parts by mass from the viewpoint of miscibility with other components.

脂肪酸処理された炭酸カルシウムは、脂肪酸が炭酸カルシウムの界面に存在することにより通常の炭酸カルシウムに比べ活性が高く、また易滑性であることから高分散化が容易かつ安定して実現できる。脂肪酸処理により分極作用が促されると、前記2つの作用の働きでゴム内のコンデンサー的な働きが強まるため誘電正接を効率良く低減することができる。脂肪酸処理された炭酸カルシウムとしては、炭酸カルシウムの粒子表面に全面にわたってステアリン酸等の脂肪酸がコーティングされているものが好ましい。
脂肪酸処理された炭酸カルシウムの配合量はゴム成分100質量部に対して30〜80質量部、好ましくは40〜70質量部である。誘電正接を低減する効果を実質的に発揮するためには30質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇および抵抗の変動を避けるためには80質量部以下であることが好ましい。
The fatty acid-treated calcium carbonate has a higher activity than ordinary calcium carbonate due to the presence of the fatty acid at the interface of calcium carbonate, and is easily slippery, so that high dispersion can be realized easily and stably. When the polarization action is promoted by the fatty acid treatment, the function of the capacitor in the rubber is strengthened by the action of the two actions, so that the dielectric loss tangent can be efficiently reduced. As the calcium carbonate subjected to the fatty acid treatment, those in which a fatty acid such as stearic acid is coated on the entire surface of the calcium carbonate particles are preferable.
The compounding amount of the fatty acid-treated calcium carbonate is 30 to 80 parts by mass, preferably 40 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. In order to substantially exhibit the effect of reducing the dielectric loss tangent, it is preferably 30 parts by mass or more, and in order to avoid an increase in hardness and fluctuation in resistance, it is preferably 80 parts by mass or less.

本発明の半導電性ロールにおいては、最外層の表面に酸化膜が形成されていることが好ましい。酸化膜が誘電層となり半導電性ロールの誘電正接を低減できることから、誘電正接を所定範囲に制御しやすくなる。さらに、酸化膜が低摩擦層となることでトナー離れがよくなり、画像形成が容易に行われ、その結果より良好な画像が得られる。
酸化膜としては多数のC=O基またはC−O基等を有する酸化膜が好ましい。酸化膜は最外層の表面に紫外線照射あるいは/およびオゾン照射等の処理を施し、最外層の表層部分を酸化することで形成されている。なかでも紫外線照射により酸化膜を形成することが、処理時間が早く、コストも低いことから好ましい。
In the semiconductive roll of the present invention, an oxide film is preferably formed on the surface of the outermost layer. Since the oxide film becomes a dielectric layer and the dielectric loss tangent of the semiconductive roll can be reduced, the dielectric loss tangent can be easily controlled within a predetermined range. Further, since the oxide film becomes a low friction layer, toner separation is improved and image formation is easily performed, and as a result, a better image can be obtained.
As the oxide film, an oxide film having many C═O groups or C—O groups is preferable. The oxide film is formed by subjecting the surface of the outermost layer to a treatment such as ultraviolet irradiation and / or ozone irradiation, and oxidizing the surface portion of the outermost layer. In particular, it is preferable to form an oxide film by ultraviolet irradiation because the processing time is fast and the cost is low.

前記酸化膜を形成するための処理は公知の方法に従って行うことができる。例えば紫外線照射を行う場合には最外層の表面と紫外線ランプとの距離やゴムの種類等により異なるが、波長が100〜400nm、より好ましくは100〜300nmの紫外線を30秒〜30分、好ましくは1分〜10分程度半導電性ロールを回転させながら照射することが好ましい。ただし、紫外線の強度や照射条件(時間、槽内温度、距離)は誘電正接を本発明で規定する範囲内に制御できる条件に選定される必要がある。
また、紫外線照射を施す場合、NBRなど紫外線で劣化しやすいゴムは50質量部以下の配合が好ましい。紫外線を照射する場合特にクロロプレンおよびクロロプレン系ゴムの添加は極めて有効である。
The treatment for forming the oxide film can be performed according to a known method. For example, in the case of performing ultraviolet irradiation, although depending on the distance between the surface of the outermost layer and the ultraviolet lamp, the type of rubber, and the like, the wavelength of 100 to 400 nm, more preferably 100 to 300 nm, for 30 seconds to 30 minutes, preferably The irradiation is preferably performed while rotating the semiconductive roll for about 1 minute to 10 minutes. However, the intensity of ultraviolet rays and the irradiation conditions (time, bath temperature, distance) must be selected so that the dielectric loss tangent can be controlled within the range defined by the present invention.
Moreover, when performing ultraviolet irradiation, the rubber | gum which is easy to deteriorate with ultraviolet rays, such as NBR, has a preferable compounding of 50 mass parts or less. Addition of chloroprene and chloroprene rubber is particularly effective when irradiated with ultraviolet rays.

酸化膜形成前の半導電性ロールに電圧50Vを印加した時のロール電気抵抗をR50とし、酸化膜形成後の印加電圧50Vにおけるロール電気抵抗をR50aとしたとき、log(R50a)−log(R50)=0.2〜1.5程度とすることが好ましい。当該範囲とすることは、耐久性の向上、半導電性ロール使用時の抵抗変化の低減、トナーへのストレスの低減や感光体崩れ対策の観点から好ましい。このように安定して電圧を負荷することができる50Vという低電圧時のロール電気抵抗を指標値としているため、酸化被膜形成による微小な抵抗上昇を精度良く捉えることができる。なお、より好ましい範囲は下限は0.3、特に0.5が好ましく、上限は1.2、特に1.0が好ましい。   When the roll electrical resistance when the voltage 50V is applied to the semiconductive roll before the oxide film formation is R50 and the roll electrical resistance at the applied voltage 50V after the oxide film formation is R50a, log (R50a) -log (R50 ) = Preferably about 0.2 to 1.5. This range is preferable from the viewpoints of improving durability, reducing resistance change when using a semiconductive roll, reducing stress on the toner, and measures against collapse of the photoreceptor. Since the roll electric resistance at a low voltage of 50 V at which a voltage can be stably loaded as described above is used as an index value, a minute increase in resistance due to oxide film formation can be accurately captured. In addition, as for a more preferable range, a minimum is 0.3, especially 0.5 is preferable, and an upper limit is 1.2, especially 1.0 is preferable.

本発明の半導電性ロールは、表面の摩擦係数が0.1〜1.0であることが好ましく、0.1〜0.8であることがより好ましく、0.1〜0.6であることがより好ましい。かかる範囲であればトナーの帯電性向上およびトナーの付着防止を図ることができるためである。また、半導電性ロールの摩擦係数が1.0以上であるとトナーにかかるせん断力などのストレスが大きくなる。また他の部材と摺動接触している部材においては摩擦による発熱量や摩耗が大きくなる。一方、半導電性ロールの摩擦係数が0.1以下であると、トナーが滑って十分な量のトナーを搬送することやトナーを十分に帯電することが難しくなる等の不都合が出てくる。
前記摩擦係数の測定は、図4に示すように、デジタルフォースゲージ((株)イマダ製「Model PPX−2T」)41と、摩擦片(市販のポリエステル製のOHPフィルム、ロール長手方向との接触幅;50mm)42と、20gの重り44と、導電性ゴムローラ43とからなる図4に示した装置においてデジタルフォースゲージ41で測定された数値をオイラーの式に代入し、摩擦係数を算出した。
The semiconductive roll of the present invention preferably has a surface friction coefficient of 0.1 to 1.0, more preferably 0.1 to 0.8, and 0.1 to 0.6. It is more preferable. This is because, within such a range, toner chargeability can be improved and toner adhesion can be prevented. Further, when the friction coefficient of the semiconductive roll is 1.0 or more, stress such as shearing force applied to the toner becomes large. In addition, in a member that is in sliding contact with other members, heat generation and wear due to friction increase. On the other hand, when the friction coefficient of the semiconductive roll is 0.1 or less, there are inconveniences such as the toner slipping and transporting a sufficient amount of toner and it becomes difficult to sufficiently charge the toner.
As shown in FIG. 4, the friction coefficient is measured by contacting a digital force gauge ("Model PPX-2T" manufactured by Imada Co., Ltd.) 41 with a friction piece (commercial polyester OHP film, roll longitudinal direction). (The width: 50 mm) 42, a 20 g weight 44, and the conductive rubber roller 43, the numerical value measured by the digital force gauge 41 in the apparatus shown in FIG.

本発明の半導電性ロールは表面粗さRzが10μm以下であることが好ましく、8μm以下であることがより好ましい。表面粗さRzを小さくすることにより、半導電性ロールの表面にはトナーの粒径より小さな凹凸が存在するにすぎなくなるため、均一なトナーの搬送ができ、トナーの流動性がよくなる結果トナーに帯電性を与える効率がきわめて高くなる。表面粗さRzは小さい方が好ましいが、通常は1μm以上である。表面粗さRzが1μm未満になるとトナーを搬送しにくくなる。
なお、表面粗さRzはJIS B 0601(1994)に準拠して測定する。
The semiconductive roll of the present invention preferably has a surface roughness Rz of 10 μm or less, and more preferably 8 μm or less. By reducing the surface roughness Rz, the surface of the semiconductive roll only has irregularities smaller than the particle size of the toner, so that the toner can be transported uniformly and the toner fluidity is improved. The efficiency of providing charging properties is extremely high. The surface roughness Rz is preferably as small as possible, but is usually 1 μm or more. When the surface roughness Rz is less than 1 μm, it becomes difficult to convey the toner.
The surface roughness Rz is measured according to JIS B 0601 (1994).

本発明の半導電性ロールは、トナーを表面に保持してトナーを搬送する機能をもつトナー搬送部を有する。本発明の半導電性ロールにおけるトナーの搬送量は特に限定されないが、0.01〜1.0mg/cm程度のトナー量を搬送できることが好ましい。
トナー搬送部は、上述してきた条件を満たす最外層に備えていればその構造は特に問わず、要求性能に応じて2層等の複層構造としてもよいが、最外層の一層からなる構造とすると物性のばらつきが少なく安価に製造できるため好ましい。
The semiconductive roll of the present invention has a toner transport unit having a function of transporting toner while holding the toner on the surface. The amount of toner transport in the semiconductive roll of the present invention is not particularly limited, but it is preferable that a toner amount of about 0.01 to 1.0 mg / cm 2 can be transported.
The structure of the toner transport unit is not particularly limited as long as it is provided in the outermost layer that satisfies the above-described conditions, and may be a multi-layer structure such as two layers depending on the required performance. This is preferable because it can be manufactured at low cost with little variation in physical properties.

本発明の半導電性ロールはトナー漏れ防止用のシール部材を有することが好ましい。ここで、「シール部材」としてはトナー漏れ防止用に設けられたものに限らず、半導電性ロールの外周面に摺動接触する部材をすべて含む。
当該トナーシール部にも前記誘電正接調整剤を配合して、誘電正接を0.1〜1.8とすることが好ましい。
The semiconductive roll of the present invention preferably has a seal member for preventing toner leakage. Here, the “seal member” is not limited to those provided for preventing toner leakage, but includes all members that are in sliding contact with the outer peripheral surface of the semiconductive roll.
The toner tangent is preferably blended with the dielectric loss tangent adjusting agent so that the dielectric loss tangent is 0.1 to 1.8.

本発明の半導電性ロールは、レーザービームプリンター、インクジェットプリンター、複写機、ファクシミリまたはATMなどのOA機器における電子写真装置の画像形成機構に用いられることが好ましい。
なかでも、非磁性1成分トナーを感光体に搬送するための現像ロールとして好適に用いられる。電子写真装置の画像形成機構における現像方式としては感光体と現像ロールの関係で分類すると接触式または非接触式に大別されるが、本発明の半導電性ロールはいずれの方式にも利用できる。なかでも本発明の半導電性ロールを現像ロールとして用いる場合は感光体に概接触していることが好ましい。
本発明の半導電性ロールは、現像ロールの他、感光ドラムを一様に帯電させるための帯電ロール、トナー像を感光体から転写ベルトや用紙に転写するための転写ロール、トナーを搬送させるためのトナー供給ロール、残留しているトナーを除去するためのクリーニングロール等として用いることもできる。
The semiconductive roll of the present invention is preferably used in an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus in OA equipment such as a laser beam printer, an ink jet printer, a copying machine, a facsimile machine or an ATM.
Among these, it is suitably used as a developing roll for transporting non-magnetic one-component toner to a photoreceptor. The developing method in the image forming mechanism of the electrophotographic apparatus is roughly classified into a contact type or a non-contact type when classified according to the relationship between the photosensitive member and the developing roll, but the semiconductive roll of the present invention can be used in any method. . In particular, when the semiconductive roll of the present invention is used as a developing roll, it is preferable that it is almost in contact with the photoreceptor.
The semiconductive roll of the present invention includes a developing roll, a charging roll for uniformly charging a photosensitive drum, a transfer roll for transferring a toner image from a photosensitive member to a transfer belt or paper, and for transporting toner. It can also be used as a toner supply roll, a cleaning roll for removing residual toner, and the like.

本発明においては、イオン導電性を得るために表面自由エネルギーが高い塩素原子を含有するゴム成分を用いる場合でも、酸化チタンを所定量配合することにより本発明の半導電性ロールに対するトナーの付着を低減することができる。
この酸化チタン配合によるトナーの付着低減効果はゴム成分の種類および組成や表面酸化膜の有無、半導電性ロールの物性(特に誘電正接)等によって影響を受けることがない。また、環境や印刷状況によっても左右されず、長期にわたって、少なくともトナーが半導電性ロールに比較的なじんだ時点においても、その効果を維持し続ける。
その結果、本発明の半導電性ロールを電子写真装置の画像形成機構における現像ロールとして用いた場合は、印刷濃度が低下することなく、安定した濃度の印刷物を得ることができる。
In the present invention, even when a rubber component containing a chlorine atom having a high surface free energy is used to obtain ionic conductivity, the toner adheres to the semiconductive roll of the present invention by blending a predetermined amount of titanium oxide. Can be reduced.
The toner adhesion reduction effect by this titanium oxide blending is not affected by the type and composition of the rubber component, the presence or absence of the surface oxide film, the physical properties (particularly dielectric loss tangent) of the semiconductive roll, and the like. In addition, the effect is maintained regardless of the environment and printing conditions, and at least at the time when the toner becomes relatively familiar to the semiconductive roll over a long period of time.
As a result, when the semiconductive roll of the present invention is used as a developing roll in an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus, a printed matter having a stable density can be obtained without lowering the printing density.

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
現像ロールとして用いる半導電性ロール10は図1に示すように、円筒形状の肉厚0.5〜15mm、好ましくは0.5〜15mm、より好ましくは3〜8mmのトナー搬送部1と、その中空部に圧入された円柱形状の芯金(シャフト)2と、トナー4が漏れるのを防止するシール部3を備えている。前記トナー搬送部1と芯金2とは導電性接着剤で接合されている。トナー搬送部1の肉厚を0.5〜15mmとしているのは、前記範囲より小さいと適当なニップを得にくく、前記範囲より大きいと部材が大きすぎて小型軽量化を図りにくいからである。そして、トナー搬送部1の最表面には酸化膜が形成されている。
芯金2は、アルミニウム、アルミニウム合金、SUSもしくは鉄等の金属製、またはセラミック製等とすることができる。
シール部3はテフロン(登録商標)などの不織布やシートから構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a semiconductive roll 10 used as a developing roll includes a cylindrical toner conveying unit 1 having a thickness of 0.5 to 15 mm, preferably 0.5 to 15 mm, and more preferably 3 to 8 mm. A cylindrical cored bar (shaft) 2 press-fitted into the hollow part and a seal part 3 for preventing the toner 4 from leaking are provided. The toner conveying portion 1 and the cored bar 2 are joined with a conductive adhesive. The thickness of the toner conveying portion 1 is set to 0.5 to 15 mm because if it is smaller than the above range, it is difficult to obtain an appropriate nip, and if it is larger than the above range, the member is too large to reduce the size and weight. An oxide film is formed on the outermost surface of the toner transport unit 1.
The cored bar 2 can be made of metal such as aluminum, aluminum alloy, SUS or iron, or made of ceramic.
The seal portion 3 is made of a non-woven fabric such as Teflon (registered trademark) or a sheet.

本発明の半導電性ロールは常法により作製できる。
図1に示した半導電性ロール10の製造方法について、以下に述べる。
トナー搬送部1を構成する成分をバンバリーミキサで混練り後、ゴム押出機でチューブ状に予備成形し、この予備成形品を160℃で15〜70分間加硫したのち、芯金2を挿入・接着し表面を研磨した後、所要寸法にカットし、適宜研磨を施してロール状とする。加硫時間は、加硫試験用レオメータ(例:キュラストメータ)により最適加硫時間を求めて決めるとよい。また、加硫温度は必要に応じて前記温度に上下して定めてもよい。なお、他の部材への汚染と圧縮永久ひずみを低減させるため、なるべく十分な加硫量を得られる様に条件を設定することが好ましい。また、発泡剤等を配合して、発泡ロールを形成させてもよい。
The semiconductive roll of the present invention can be prepared by a conventional method.
A method for manufacturing the semiconductive roll 10 shown in FIG. 1 will be described below.
After the components constituting the toner conveying section 1 are kneaded with a Banbury mixer, they are preformed into a tube shape with a rubber extruder, and this preformed product is vulcanized at 160 ° C. for 15 to 70 minutes. After bonding and polishing the surface, it is cut to the required dimensions and polished appropriately to form a roll. The vulcanization time may be determined by determining the optimum vulcanization time using a vulcanization test rheometer (eg, curast meter). Further, the vulcanization temperature may be determined by raising or lowering the temperature as necessary. In addition, in order to reduce contamination to other members and compression set, it is preferable to set conditions so as to obtain as much vulcanization as possible. Moreover, you may mix | blend a foaming agent etc. and may form a foam roll.

ロールを水洗いしたあと、最外層の表面に酸化膜を形成する。具体的には、紫外線照射機を用い、ロールと紫外線ランプ間の距離を10cmとして周方向90度毎に紫外線(波長184.9nmと253.7nm)を5分間照射し、ロールを4回回転させることで、ロール全周(360度)に酸化膜を形成することができる。   After washing the roll with water, an oxide film is formed on the surface of the outermost layer. Specifically, using a UV irradiator, the distance between the roll and the UV lamp is 10 cm, UV light (wavelengths 184.9 nm and 253.7 nm) is irradiated for 5 minutes every 90 degrees in the circumferential direction, and the roll is rotated four times. Thus, an oxide film can be formed on the entire circumference of the roll (360 degrees).

トナー搬送部1を構成する成分としては、塩素原子を有する樹脂またはゴム、酸化チタン、誘電正接調整剤、加硫剤および受酸剤が挙げられる。所望により塩素原子を持たない樹脂またはゴムを加えてもよい。
塩素原子を有する樹脂またはゴムとしては、エピクロルヒドリン系共重合体とクロロプレンゴムとを組み合わせて用いる。前記各ゴム成分の配合比は、ゴム成分の総質量を100質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が25〜50質量部、クロロプレンゴムの含有量が50〜75質量部としている。
エピクロルヒドリン系共重合体としては、エチレンオキサイド:エピクロルヒドリン:アリルグリシジルエーテルの含有比率が60〜80モル%:15〜40モル%:2〜6モル%であるエチレンオキサイド−エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル三元共重合体を用いている。
クロロプレンゴムとしては、非硫黄系クロロプレンゴムを用いている。
Examples of components constituting the toner conveying unit 1 include a resin or rubber having chlorine atoms, titanium oxide, a dielectric loss tangent adjusting agent, a vulcanizing agent, and an acid accepting agent. If desired, a resin or rubber having no chlorine atom may be added.
As the resin or rubber having a chlorine atom, an epichlorohydrin copolymer and chloroprene rubber are used in combination. The compounding ratio of each rubber component is such that the content of the epichlorohydrin copolymer is 25 to 50 parts by mass and the content of the chloroprene rubber is 50 to 75 parts by mass when the total mass of the rubber component is 100 parts by mass.
As the epichlorohydrin-based copolymer, an ethylene oxide-epichlorohydrin-allyl glycidyl ether ternary copolymer having a content ratio of ethylene oxide: epichlorohydrin: allyl glycidyl ether of 60 to 80 mol%: 15 to 40 mol%: 2 to 6 mol% is used. A polymer is used.
As the chloroprene rubber, non-sulfur chloroprene rubber is used.

所望により加える塩素原子を持たない樹脂またはゴムとしてはポリエーテル系共重合体を用いている。
ポリエーテル系共重合体としては、エチレンオキサイド:プロピレンオキサイド:アリルグリシジルエーテルの含有比率が80〜95モル%:1〜10モル%:1〜10モル%であるエチレンオキサイド−プロピレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体を用いる。当該共重合体の数平均分子量Mnは1万以上であることが好ましく、3万以上であることがより好ましく、5万以上であることがさらに好ましい。
A polyether-based copolymer is used as the resin or rubber having no chlorine atom to be added if desired.
As the polyether copolymer, ethylene oxide-propylene oxide-allyl glycidyl ether in which the content ratio of ethylene oxide: propylene oxide: allyl glycidyl ether is 80 to 95 mol%: 1 to 10 mol%: 1 to 10 mol% A terpolymer is used. The number average molecular weight Mn of the copolymer is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, and further preferably 50,000 or more.

ポリエーテル系共重合体を配合する場合、前記エピクロルヒドリン系共重合体、ポリエーテル系共重合体およびクロロプレンゴムの配合比は、ゴム成分の総質量を100質量部とすると、エピクロルヒドリン系共重合体の含有量が15〜40質量部、ポリエーテル系共重合体の含有量が5〜20質量部、クロロプレンゴムの含有量が40〜80質量部としている。   When a polyether copolymer is blended, the blending ratio of the epichlorohydrin copolymer, the polyether copolymer and the chloroprene rubber is such that the total mass of the rubber component is 100 parts by mass, and the epichlorohydrin copolymer The content is 15 to 40 parts by mass, the polyether copolymer content is 5 to 20 parts by mass, and the chloroprene rubber content is 40 to 80 parts by mass.

前記酸化チタンとしてはルチン型の酸化チタンを用いる。なかでも粒径が0.3〜0.5μmである粒子を主成分とし、平均粒径が0.3〜0.5μmである酸化チタンを用いることが好ましい。
酸化チタンの配合量は、塩素原子を有する樹脂またはゴム100質量部に対して5〜60質量部としている。
Rutin type titanium oxide is used as the titanium oxide. In particular, it is preferable to use titanium oxide having a particle size of 0.3 to 0.5 μm as a main component and an average particle size of 0.3 to 0.5 μm.
The compounding amount of titanium oxide is 5 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin or rubber having chlorine atoms.

前記誘電正接調整剤としては弱導電性カーボンブラックを用いている。該弱導電性カーボンブラックとしては、一次粒径が100〜250nmで、球形状または球形に近い形状のものが好ましい。さらに、よう素吸着量が10〜40mg/g、好ましくは10〜30mg/gで、DBP吸油量が25〜90ml/100g、好ましくは25〜55ml/100gの弱導電性カーボンブラックを用いることが好ましい。弱導電性カーボンブラックの配合量はゴム成分100質量部に対して20〜70質量部としている。   As the dielectric loss tangent adjusting agent, weakly conductive carbon black is used. The weakly conductive carbon black preferably has a primary particle size of 100 to 250 nm and a spherical shape or a shape close to a spherical shape. Furthermore, it is preferable to use weakly conductive carbon black having an iodine adsorption amount of 10 to 40 mg / g, preferably 10 to 30 mg / g and a DBP oil absorption of 25 to 90 ml / 100 g, preferably 25 to 55 ml / 100 g. . The blending amount of the weakly conductive carbon black is 20 to 70 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

前記加硫剤としては硫黄系、チオウレア系、トリアジン誘導体系、過酸化物、各種モノマー等が使用できる。これらは単独で使用しても2種以上を組み合わせて使用してもよい。硫黄系加硫剤としては粉末硫黄、またはテトラメチルチウラムジスルフィドもしくはN,N−ジチオビスモルホリンなどの有機含硫黄化合物等が挙げられる。チオウレア系加硫剤としてはテトラメチルチオウレア、トリメチルチオウレア、エチレンチオウレアおよび(C2n+1NH)C=S(式中、nは1〜10の整数を表す。)で示されるチオウレア等が挙げられる。過酸化物としてはベンゾイルペルオキシドなどが挙げられる。
加硫剤の配合量はゴム成分100質量部に対して0.2質量部以上5質量部以下であることが好ましく、1質量部以上3質量部以下であることがより好ましい。
As the vulcanizing agent, sulfur, thiourea, triazine derivative, peroxide, various monomers and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the sulfur-based vulcanizing agent include powdered sulfur, organic sulfur-containing compounds such as tetramethylthiuram disulfide or N, N-dithiobismorpholine. Examples of the thiourea vulcanizing agent include tetramethylthiourea, trimethylthiourea, ethylenethiourea, and thiourea represented by (C n H 2n + 1 NH) 2 C═S (wherein n represents an integer of 1 to 10). It is done. Examples of the peroxide include benzoyl peroxide.
The compounding amount of the vulcanizing agent is preferably 0.2 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 1 part by mass or more and 3 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本発明においては、前記加硫剤として硫黄およびチオウレア類を併用することが好ましい。
硫黄は、ゴム成分100質量部に対して0.1質量部以上5.0質量部以下、好ましくは0.2質量部以上2質量部以下の割合で含まれているのが良い。前記範囲としているのは、0.1質量部より小さいと組成物全体の加硫速度が遅くなり生産性が悪くなりやすいためである。一方、5.0質量部より大きいと圧縮永久ひずみが大きくなったり、硫黄や促進剤がブルームしたりする可能性があるためである。
また、チオウレア類をゴム成分100gに対して合計0.0009mol以上0.0800mol以下、好ましくは0.0015mol以上0.0400mol以下の割合で配合しているのが良い。前記チオウレア類を前記範囲で配合することにより、ブルームや感光体汚染を起こりにくくすることができると共に、ゴムの分子運動をあまり妨げないためより低い電気抵抗を実現できる。また、チオウレア類の添加量を増やし架橋密度を上げるほど電気抵抗値を下げることができる。すなわち、チオウレア類の配合量が0.0009molより少ないと圧縮永久ひずみを改善しにくい、あるいは電気抵抗値を下げにくく、一方0.0800molより多いとゴム組成物表面からチオウレア類がブルームし感光体を汚染したり、破断伸び等の機械的物性が極度に悪化しやすいためである。
In the present invention, it is preferable to use sulfur and thioureas in combination as the vulcanizing agent.
Sulfur is preferably contained in a proportion of 0.1 to 5.0 parts by mass, preferably 0.2 to 2 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The reason for the above range is that when the amount is less than 0.1 parts by mass, the vulcanization rate of the whole composition is slowed down and the productivity tends to deteriorate. On the other hand, if the amount is larger than 5.0 parts by mass, the compression set may increase, or sulfur and the accelerator may bloom.
Moreover, it is good to mix | blend thiourea in the ratio of 0.0009 mol or more and 0.0800 mol or less in total with respect to 100 g of rubber components, Preferably it is 0.0015 mol or more and 0.0400 mol or less. By blending the thiourea within the above range, bloom and photoconductor contamination can be made difficult to occur, and lower electrical resistance can be realized because the molecular motion of the rubber is not disturbed so much. Also, the electrical resistance can be lowered as the amount of thiourea added is increased and the crosslinking density is increased. That is, if the blending amount of thiourea is less than 0.0009 mol, it is difficult to improve compression set or lower the electric resistance value. On the other hand, if it exceeds 0.0800 mol, thiourea blooms from the surface of the rubber composition and the photosensitive member is removed. This is because it is easily contaminated and mechanical properties such as elongation at break are extremely deteriorated.

加硫剤の種類に応じて、加硫促進剤や加硫促進助剤をさらに配合してもよい。
加硫促進剤としては、消石灰、マグネシア(MgO)もしくはリサージ(PbO)等の無機促進剤や以下に記す有機促進剤を用いることができる。有機促進剤としては、ジ−オルト−トリルグアニジン、1,3−ジフェニルグアニジン、1−オルト−トリルビグアニド、ジカテコールボレートのジ−オルト−トリルグアニジン塩等のグアニジン系;2−メルカプト・ベンゾチアゾールもしくはジベンゾチアジルジスルフィド等のチアゾール系;N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアジルスルフェンアミド等のスルフェンアミド系;テトラメチルチウラムモノスルフィド、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィドもしくはジペンタメチレンチウラムテトラスルフィド等のチウラム系;チオウレア系等が挙げられ、これらを単独でまたは適宜組み合わせて用いることができる。
加硫促進剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対して0.5質量部以上5質量部以下が好ましく、0.5質量部以上2質量部以下がより好ましい。
Depending on the type of vulcanizing agent, a vulcanization accelerator or a vulcanization acceleration aid may be further blended.
As the vulcanization accelerator, inorganic accelerators such as slaked lime, magnesia (MgO) or risurge (PbO) and organic accelerators described below can be used. Organic promoters include guanidines such as di-ortho-tolylguanidine, 1,3-diphenylguanidine, 1-ortho-tolylbiguanide, di-ortho-tolylguanidine salt of dicatechol borate; 2-mercapto-benzothiazole or Thiazoles such as dibenzothiazyl disulfide; sulfenamides such as N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfenamide; tetramethylthiuram monosulfide, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide or dipentamethylenethiuram tetrasulfide These can be used alone or in appropriate combination.
The blending amount of the vulcanization accelerator is preferably 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 0.5 parts by mass or more and 2 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

加硫促進助剤としては、亜鉛華等の金属酸化物;ステアリン酸、オレイン酸もしくは綿実脂肪酸等の脂肪酸;その他従来公知の加硫促進助剤が挙げられる。
加硫促進剤の添加量は、ゴム成分100質量部に対して0.5質量部以上10質量部以下が好ましく、2質量部以上8質量部以下がより好ましい。
Examples of the vulcanization acceleration aid include metal oxides such as zinc white; fatty acids such as stearic acid, oleic acid or cottonseed fatty acid; and other conventionally known vulcanization acceleration aids.
The addition amount of the vulcanization accelerator is preferably 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, and more preferably 2 parts by mass or more and 8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本発明の半導電性ロールは塩素原子を有する樹脂またはゴムを含有することから、受酸剤を配合する。受酸剤を配合することにより、ゴム加硫時に発生する塩素系ガスの残留および感光体汚染を防止することができる。
受酸剤としては酸受容体として作用する種々の物質を用いることができるが、分散性に優れていることからハイドロタルサイト類または酸化マグネシウムを用いることが好ましく、特にハイドロタルサイトを用いることがより好ましい。さらに、これらに酸化マグネシウムや酸化カリウムと併用することにより高い受酸効果が得られ、感光体汚染をより確実に防止することができる。
受酸剤の配合量は、ゴム成分100質量部に対し1質量部以上10質量部以下、好ましくは1質量部以上5質量部以下としている。加硫阻害および感光体汚染を防止する効果を有効に発揮させるため受酸剤の配合量は1質量部以上であることが好ましく、硬度の上昇を防ぐため受酸剤の配合量は10質量部以下であることが好ましい。
Since the semiconductive roll of the present invention contains a resin or rubber having a chlorine atom, an acid acceptor is blended. By blending the acid acceptor, it is possible to prevent chlorine gas residue and photoconductor contamination generated during rubber vulcanization.
As the acid acceptor, various substances acting as an acid acceptor can be used. However, hydrotalcite or magnesium oxide is preferably used because of its excellent dispersibility, and in particular, hydrotalcite is used. More preferred. Furthermore, when these are used in combination with magnesium oxide or potassium oxide, a high acid-receiving effect can be obtained and contamination of the photoreceptor can be more reliably prevented.
The compounding amount of the acid acceptor is 1 part by mass or more and 10 parts by mass or less, preferably 1 part by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. In order to effectively exhibit the effect of preventing vulcanization inhibition and photoconductor contamination, the amount of the acid acceptor is preferably 1 part by mass or more, and in order to prevent an increase in hardness, the amount of the acid acceptor is 10 parts by mass. The following is preferable.

トナー搬送部1はさらにアルミナを含有する方が好ましい。トナー搬送部1に熱伝導性に優れたアルミナを配合することにより、シール部3とトナー搬送部1の外周面との摩擦により生じる熱をトナー搬送部全体にすばやく分散させることができ、トナー搬送部の内部に伝達された熱は金属からなる芯金2を経由して外部に逃がすことができる共に、アルミナが配合されたトナー搬送部1の表面からも放熱される。そのため、シール部3とトナー搬送部1との摺動摩擦による発熱により加速されていたシール部3の摩耗を抑えることができ、トナー漏れをより長期間にわたって有効に防ぐことができる。さらには、トナー搬送部1が前記摺動部での発熱により高温とならないため、重合トナーを構成する熱可塑性樹脂が溶融しトナーが大径化・エッジ化し溶着して大きくなると共に角張ってくるのを防ぐことができる。よって、シール部3およびトナー搬送部1の耐久性を格段に向上させることができる。さらに、アルミナを混合することにより酸化チタンの混合効率もあがり、例えば異物としてゴム表面に検出されることが少なくなる。   The toner conveying portion 1 preferably further contains alumina. By blending the toner conveying portion 1 with alumina having excellent thermal conductivity, heat generated by friction between the seal portion 3 and the outer peripheral surface of the toner conveying portion 1 can be quickly dispersed throughout the toner conveying portion. The heat transmitted to the inside of the unit can be released to the outside through the metal core 2 and is also radiated from the surface of the toner conveying unit 1 containing alumina. Therefore, wear of the seal portion 3 accelerated by heat generated by sliding friction between the seal portion 3 and the toner conveying portion 1 can be suppressed, and toner leakage can be effectively prevented for a longer period. Furthermore, since the toner conveying portion 1 does not become high temperature due to the heat generated in the sliding portion, the thermoplastic resin constituting the polymerized toner melts, and the toner becomes larger and edged and welded to become larger and angular. Can be prevented. Therefore, the durability of the seal unit 3 and the toner transport unit 1 can be significantly improved. Further, mixing alumina increases the mixing efficiency of titanium oxide, and for example, it is less likely to be detected as a foreign substance on the rubber surface.

アルミナはアルミニウムの酸化物(Al)である。当該アルミナは、ゴム成分100質量部に対して3〜50質量部含有されていることが好ましく、なかでも5〜30質量部含有されていることがより好ましく、8〜25質量部含有されていることが特に好ましい。アルミナの含有量を3〜50質量部としているのは、3質量部以下であるとシール部3とトナー搬送部1との摺動摩擦により生じた熱を逃がす効果が得られにくい。一方、アルミナの含有量が50質量部以上であると、トナー搬送部1の硬度が上昇し硬くなりすぎ、トナーの劣化も促進されると共にトナー搬送部1の表面を研磨する研磨材の耐久性が悪くなり、再ドレスが必要となる。特にアルミナの含有量は30質量部以下とすると誘電正接調整用充填剤との混合性が良くなる利点がある。 Alumina is an oxide of aluminum (Al 2 O 3 ). The alumina is preferably contained in an amount of 3 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 30 parts by mass, and more preferably 8 to 25 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the rubber component. It is particularly preferred. When the content of alumina is 3 to 50 parts by mass, if it is 3 parts by mass or less, it is difficult to obtain an effect of releasing heat generated by sliding friction between the seal unit 3 and the toner conveying unit 1. On the other hand, when the content of alumina is 50 parts by mass or more, the hardness of the toner transport unit 1 is increased and becomes too hard, the deterioration of the toner is promoted, and the durability of the abrasive that polishes the surface of the toner transport unit 1 is increased. Will worsen and will require redress. In particular, when the alumina content is 30 parts by mass or less, there is an advantage that the miscibility with the dielectric loss tangent adjusting filler is improved.

本発明で用いるアルミナは、粒径が1μm以下のものが80%以上を占めていることが好ましく、さらに粒径が0.5μm以下のものが50%以上を占めていることがより好ましい。このように粒径の小さなアルミナを用いることにより、均一に分散させることができ放熱効果が向上するとともに、トナー搬送部1の表面の均一性を確保しやすいという利点がある。   The alumina used in the present invention preferably has a particle size of 1 μm or less occupies 80% or more, and more preferably has a particle size of 0.5 μm or less occupies 50% or more. By using alumina having such a small particle size, there is an advantage that it can be uniformly dispersed and the heat dissipation effect is improved, and the uniformity of the surface of the toner transport portion 1 is easily secured.

前記成分の他に、本発明の目的に反しない限り、可塑剤、加工助剤、劣化防止剤、充填剤、スコーチ防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、顔料、帯電防止剤、難燃剤、中和剤、造核剤、気泡防止剤または架橋剤等の添加剤を適宜配合してもよい。   In addition to the above components, plasticizers, processing aids, deterioration inhibitors, fillers, scorch inhibitors, ultraviolet absorbers, lubricants, pigments, antistatic agents, flame retardants, neutralization, unless they are contrary to the object of the present invention You may mix | blend additives, such as an agent, a nucleating agent, an anti-bubble agent, or a crosslinking agent suitably.

前記可塑剤としてはジブチルフタレート(DBP)やジオクチルフタレート(DOP)、トリクレジルホスフェート等の各種可塑剤やワックスが挙げられ、加工助剤としてステアリン酸等の脂肪酸等が挙げられる。これら可塑成分は、ゴム成分100質量部に対して5質量部以下の割合で配合されていることが好ましい。酸化膜を形成する際にブリードが生じたり、プリンター装着時や運転時に感光体を汚染したりするのを防ぐためである。この目的を鑑みれば極性ワックスの使用が最も好ましい。   Examples of the plasticizer include various plasticizers and waxes such as dibutyl phthalate (DBP), dioctyl phthalate (DOP), and tricresyl phosphate, and examples of the processing aid include fatty acids such as stearic acid. These plastic components are preferably blended at a ratio of 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. This is to prevent bleeding when forming the oxide film and contamination of the photoconductor when the printer is mounted or operated. In view of this purpose, it is most preferable to use a polar wax.

前記劣化防止剤としては各種老化防止剤や酸化防止剤が挙げられる。酸化防止剤を用いる場合には、所望により施される表層部分における酸化膜の形成が効率よく進むよう、その配合量を適宜選択することが好ましい。   Examples of the deterioration preventing agent include various antiaging agents and antioxidants. In the case of using an antioxidant, it is preferable to appropriately select the blending amount so that the formation of an oxide film on the surface layer portion to be applied as desired proceeds efficiently.

前記充填剤としては、酸化亜鉛、シリカ、カーボン、カーボンブラック、クレー、タルク、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムまたは水酸化アルミニウム等の粉体を挙げることができる。充填剤を配合することにより機械的強度等を向上させることができる。
充填剤の添加量はゴム成分100質量部に対し60質量部以下とすることが好ましく、50質量部以下とすることがより好ましい。なお、前記弱導電性カーボンブラックやアルミナは充填剤としての役割も果たす。
Examples of the filler include powders such as zinc oxide, silica, carbon, carbon black, clay, talc, calcium carbonate, magnesium carbonate, and aluminum hydroxide. The mechanical strength and the like can be improved by blending the filler.
The addition amount of the filler is preferably 60 parts by mass or less, and more preferably 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component. The weakly conductive carbon black or alumina also serves as a filler.

前記スコーチ防止剤としては、N−シクロヘキシルチオフタルイミド、無水フタル酸、N−ニトロソジフェニルアミン、2,4−ジフェニル−4−メチル−1−ペンテンなどが挙げられる。なかでも、N−シクロヘキシルチオフタルイミドを用いることが好ましい。これらは単独で用いてもよく、複数を組合せて用いてもよい。スコーチ防止剤の添加量は、ゴム成分100質量部に対して0.1質量部以上5質量部以下が好ましく、0.1質量部以上1質量部以下がより好ましい。   Examples of the scorch inhibitor include N-cyclohexylthiophthalimide, phthalic anhydride, N-nitrosodiphenylamine, 2,4-diphenyl-4-methyl-1-pentene, and the like. Of these, N-cyclohexylthiophthalimide is preferably used. These may be used alone or in combination. The amount of the scorch inhibitor added is preferably 0.1 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, and more preferably 0.1 parts by mass or more and 1 part by mass or less with respect to 100 parts by mass of the rubber component.

本発明の半導電性ロールは、電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加した際の誘電正接が0.1〜1.8であり、トナーに高い帯電性を付与することができ、かつその帯電性を持続させることができる。
また、本発明の半導電性ロールは、印加電圧100Vにおけるロール電気抵抗が約10〜10Ωとしている。
The semiconductive roll of the present invention has a dielectric loss tangent of 0.1 to 1.8 when an AC voltage is applied at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz, and can impart high chargeability to the toner. Sex can be sustained.
The semiconductive roll of the present invention has a roll electric resistance of about 10 5 to 10 7 Ω at an applied voltage of 100V.

本発明の半導電性ロールにおいてはトナーとの付着性が軽減されており、静電気力(クーロン力)によるトナーの移動を無駄なく行うことができる。その結果として、例えば本発明の半導電性ロールを現像ロールとしてプリンターに組み込んだ場合、5%印字の画像を2,000枚印刷しても、印刷物の透過濃度が低下することがない。すなわち、最初の黒ベタ画像の印刷物の透過濃度をC0、5%印字にて2,000枚印刷後に印刷した黒ベタ画像の印刷物の透過濃度をC2000とすると、C2000/C0≧1となる。   In the semiconductive roll of the present invention, the adhesion to the toner is reduced, and the toner can be moved by an electrostatic force (Coulomb force) without waste. As a result, for example, when the semiconductive roll of the present invention is incorporated in a printer as a developing roll, the transmission density of the printed matter does not decrease even when 2,000 images of 5% printing are printed. That is, when the transmission density of the printed material of the first black solid image is C0 and the printed density of the black solid image printed after printing 2,000 sheets with 5% printing is C2000, C2000 / C0 ≧ 1.

「実施例1〜8、比較例1〜3」
表1に記載の配合材料(表中の数値は質量部を示す。)をバンバリーミキサで混練り後、ゴム押出機にて外径φ22mm、内径φ9〜9.5mmのチューブ状に押し出し加工を施した。該チューブを加硫用のφ8mmシャフトに装着し、加硫缶にて160℃で1時間加硫を行った後、導電性接着剤を塗布したφ10mmのシャフトに装着して160℃のオーブン内で接着した。その後、端部をカット成形し、円筒研磨機でトラバース研磨、ついで仕上げ研磨として鏡面研磨を施し、表面粗さRzが3〜5μmになるように仕上げた。なお表面粗さRzはJIS B 0601(1994)に従って測定した。その結果、φ20mm(公差0.05)の半導電性ロールを得た。
"Examples 1-8, Comparative Examples 1-3"
The compounding materials shown in Table 1 (the values in the table indicate parts by mass) are kneaded with a Banbury mixer, and then extruded into a tube shape with an outer diameter of 22 mm and an inner diameter of 9 to 9.5 mm using a rubber extruder. did. The tube is attached to a φ8 mm shaft for vulcanization, vulcanized at 160 ° C. for 1 hour in a vulcanizing can, and then attached to a φ10 mm shaft coated with a conductive adhesive in an oven at 160 ° C. Glued. Thereafter, the end portion was cut and formed by traverse polishing with a cylindrical polishing machine, followed by mirror polishing as finish polishing to finish the surface roughness Rz to 3 to 5 μm. The surface roughness Rz was measured according to JIS B 0601 (1994). As a result, a semiconductive roll having a diameter of 20 mm (tolerance 0.05) was obtained.

ロール表面を水洗いした後、紫外線照射を行い表層部分に酸化層を形成した。これは紫外線照射機(セン特殊光源(株)製「PL21−200」)を用い、ロールと紫外線ランプ間の距離を10cmとして周方向90度毎に紫外線(波長184.9nmと253.7nm)を5分間照射することによって行い、ロールを90度ずつ4回回転させてロール全周(360度)に酸化膜を形成させた。   The roll surface was washed with water and then irradiated with ultraviolet rays to form an oxide layer on the surface layer portion. This uses an ultraviolet irradiator ("PL21-200" manufactured by Sen Special Light Source Co., Ltd.), and the distance between the roll and the ultraviolet lamp is 10 cm, and ultraviolet rays (wavelengths 184.9 nm and 253.7 nm) are emitted every 90 degrees in the circumferential direction. Irradiation was performed for 5 minutes, and the roll was rotated four times by 90 degrees to form an oxide film on the entire circumference of the roll (360 degrees).

Figure 2007072445
Figure 2007072445

各実施例および比較例の半導電性ロールにおける構成成分としては以下のものを用いた。
(a)ゴム成分
・クロロプレンゴム;昭和電工(株)製「ショープレンWRT」
・エピクロルヒドリン系共重合体;ダイソー(株)製「エピオンON301」
EO(エチレンオキサイド)/EP(エピクロルヒドリン)/AGE(アリルグリシジルエーテル)=73mol%/23mol%/4mol%
・ポリエーテル系共重合体:日本ゼオン(株)製「ゼオスパンZSN8030」
EO(エチレンオキサイド)/PO(プロピレンオキサイド)/AGE(アリルグリシジルエーテル)=90mol%/4mol%/6mol%
The following components were used as constituent components in the semiconductive rolls of the examples and comparative examples.
(A) Rubber component, chloroprene rubber; “Shoprene WRT” manufactured by Showa Denko K.K.
・ Epichlorohydrin copolymer: “Epion ON301” manufactured by Daiso Corporation
EO (ethylene oxide) / EP (epichlorohydrin) / AGE (allyl glycidyl ether) = 73 mol% / 23 mol% / 4 mol%
-Polyether copolymer: “Zeospan ZSN8030” manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.
EO (ethylene oxide) / PO (propylene oxide) / AGE (allyl glycidyl ether) = 90 mol% / 4 mol% / 6 mol%

(b)その他の成分
・酸化チタン;チタン工業(株)製「クロノスKR310」
比重4.2、粒径0.3〜0.5μmを主成分とする。
・弱電性カーボンブラック;旭カーボン(株)製「旭#8」
平均1次粒径120nm、DBP吸油量29ml/100g、
よう素吸着量14mg/g
・ハイドロタルサイト(受酸剤);協和化学工業(株)製「DHT−4A−2」
・粉末硫黄(加硫剤)
・エチレンチオウレア(加硫剤);川口化学工業(株)製「アクセル22−S」
(B) Other components: Titanium oxide; “Kronos KR310” manufactured by Titanium Industry Co., Ltd.
The main component is a specific gravity of 4.2 and a particle size of 0.3 to 0.5 μm.
・ Weak electric carbon black: “Asahi # 8” manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd.
Average primary particle size 120 nm, DBP oil absorption 29 ml / 100 g,
Iodine adsorption 14 mg / g
-Hydrotalcite (acid acceptor); "DHT-4A-2" manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd.
・ Powder sulfur (vulcanizing agent)
・ Ethylenethiourea (vulcanizing agent); “Axel 22-S” manufactured by Kawaguchi Chemical Industry Co., Ltd.

前記各実施例および比較例の半導電性ロールについて下記の特性測定を行った。その結果を表1に示した。   The following characteristic measurements were performed on the semiconductive rolls of the Examples and Comparative Examples. The results are shown in Table 1.

「ロール電気抵抗の測定」
図2に示すように芯金2を通したトナー搬送部1をアルミドラム13上に当接搭載し、電源14の+側に接続した内部抵抗r(100Ω)の導線の先端をアルミドラム13の一端面に接続すると共に電源14の−側に接続した導線の先端をトナー搬送部1の他端面に接続して測定した。
前記電線の内部抵抗rにかかる電圧を検出し、検出電圧Vとした。この装置において印加電圧をEとすると、ロール電気抵抗RはR=r×E/(V−r)となるが、今回−rの項は微少とみなし、R=r×E/Vとした。芯金2の両端に500gずつの荷重Fをかけ30rpmで回転させた状態で、印加電圧Eを100Vとした時の検出電圧Vを4秒間で100個測定し、上式によりRを算出した。なお、前記測定は温度23℃、相対湿度55%の恒温恒湿条件下で行った。
なお、表中にはlog100Rを記載した。
"Measurement of roll electrical resistance"
As shown in FIG. 2, the toner conveying portion 1 through the core metal 2 is abutted and mounted on the aluminum drum 13, and the tip of the lead wire of the internal resistance r (100Ω) connected to the + side of the power source 14 is connected to the aluminum drum 13. The measurement was performed by connecting the tip of a conductive wire connected to one end surface and connected to the negative side of the power source 14 to the other end surface of the toner transport unit 1.
A voltage applied to the internal resistance r of the electric wire was detected and used as a detection voltage V. Assuming that the applied voltage is E in this apparatus, the roll electrical resistance R is R = r × E / (V−r), but this time the term −r is regarded as very small and R = r × E / V. In a state where a load F of 500 g is applied to both ends of the core metal 2 and rotated at 30 rpm, 100 detection voltages V when the applied voltage E is 100 V are measured for 4 seconds, and R is calculated by the above formula. The measurement was performed under constant temperature and humidity conditions of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55%.
In the table, log100R is described.

「誘電正接の測定」
図3に示すようにトナー搬送部1を載置している金属板53と芯金2とを電極とし、トナー搬送部1に周波数100Hzから100kHzの交流電圧を印加し、LCRメータ(安藤電気(株)製「AG−4311B」)にてR(抵抗)成分とC(コンデンサー)成分を分離して測定した。このRとCの値から以下の式により誘電正接を求めた。なお、前記測定は温度23℃、相対湿度55%の恒温恒湿条件下で行った。
誘電正接(tanδ)=G/(ωC),G=1/R
このように誘電正接は1本のロールの電気特性をロールの抵抗成分とコンデンサー成分の2種の並列等価回路としてモデル化した際にG/ωCとして求まる値である。本実施例では誘電正接は電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加したときの値としている。5Vという小さな電圧を加えるのはトナーが例えば現像ロールから次のプロセスである感光体に移行する際に生じる電圧変動と非常に近い挙動を示すためである。
本実施例においては、誘電正接を約0.5〜1.0に調整している。
"Measurement of dielectric loss tangent"
As shown in FIG. 3, an AC voltage having a frequency of 100 Hz to 100 kHz is applied to the toner transport unit 1 using a metal plate 53 on which the toner transport unit 1 is placed and the cored bar 2 as electrodes, and an LCR meter (Ando Electric ( R (resistance) component and C (capacitor) component were separated and measured by “AG-4431B” manufactured by Co., Ltd. From the values of R and C, the dielectric loss tangent was obtained by the following equation. The measurement was performed under constant temperature and humidity conditions of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 55%.
Dissipation factor (tan δ) = G / (ωC), G = 1 / R
In this way, the dielectric loss tangent is a value obtained as G / ωC when the electrical characteristics of one roll are modeled as two types of parallel equivalent circuits of the resistance component and the capacitor component of the roll. In this embodiment, the dielectric loss tangent is a value when an AC voltage is applied at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz. The reason why a voltage as small as 5 V is applied is that the toner behaves very close to the voltage fluctuation that occurs when the toner is transferred from, for example, the developing roll to the next photosensitive member.
In this embodiment, the dielectric loss tangent is adjusted to about 0.5 to 1.0.

「半導電性ロールのトナー付着性の評価」
半導電性ロールとトナーとの付着性を調べるため、市販のレーザープリンター(非磁性1成分トナーを使用した市販のプリンター)に実施例及び比較例の各半導電性ロールを現像ロールとして装着し、画像として出力したトナー量の変化、すなわち印刷物上のトナー積層量の変化を指標として性能評価を行った。なお、印刷物上のトナー積層量の測定は以下に示すような透過濃度の測定により代用できる。
具体的には、黒ベタ画像を印刷し、得られた印刷物上の任意の5点において反射透過濃度計(TECHKON社製「テシコン濃度計RT120/ライトテーブルLP20」にて透過濃度を測定し、その平均値を評価値(表中では「C0」と表す。)とした。
さらに、5%印字にて2,000枚印刷後に印刷した黒ベタ画像についても前記と同様に透過濃度を測定し、その平均値を評価値(表中では「C2000」と表す。)とした。2,000枚印刷後の透過濃度を測定したのは、通常慣らし運転が終了するのが2,000枚程度だからである。
得られた値から濃度変化率(%)=C2000/C0を算出した。
"Evaluation of toner adhesion of semiconductive roll"
In order to investigate the adhesion between the semiconductive roll and the toner, each semiconductive roll of Examples and Comparative Examples was mounted as a developing roll on a commercially available laser printer (commercial printer using a non-magnetic one-component toner). The performance evaluation was performed using the change in the amount of toner output as an image, that is, the change in the amount of toner layer on the printed material as an index. In addition, the measurement of the toner lamination amount on the printed material can be substituted by the measurement of the transmission density as described below.
Specifically, a black solid image was printed, and the transmission density was measured with a reflection transmission densitometer (TECHSON's “Tessicon densitometer RT120 / light table LP20”) at any five points on the obtained printed matter. The average value was defined as an evaluation value (represented as “C0” in the table).
Further, for black solid images printed after printing 2,000 sheets with 5% printing, the transmission density was measured in the same manner as described above, and the average value was used as the evaluation value (indicated in the table as “C2000”). The reason why the transmission density after printing 2,000 sheets was measured is that the running-in operation is usually terminated at about 2,000 sheets.
The concentration change rate (%) = C2000 / C0 was calculated from the obtained value.

「トナー帯電量の評価」
前記のようにして測定される印刷物の透過濃度の変化に対してトナー帯電量の変化が影響を及ぼしていないかを調べるために、下記のようなトナー帯電量の評価を行った。
具体的には、白ベタ画像(白紙)を印刷後レーザープリンターからカートリッジをはずし、カートリッジに装着されている現像ロールに対して上方から吸引型帯電量測定機(トレック社製「Q/M METER Model 210HS−2」)によりトナーを吸引し、帯電量(μC)とトナー重量(g)を測定した。重量当たりの静電気量をトナー帯電量(μC/g)として算出した(表中では「T0」と表す。)。すなわち、トナー帯電量(μC/g)=帯電量(μC)/トナー重量(g)である。
さらに、白ベタ画像(白紙)を2,000枚印刷し、その後、前記と同様にトナー帯電量(表中では「T2000」と表す。)を測定した。
"Evaluation of toner charge"
In order to examine whether the change in the toner charge amount has an influence on the change in the transmission density of the printed matter measured as described above, the following toner charge amount was evaluated.
Specifically, after printing a solid white image (blank paper), the cartridge is removed from the laser printer, and a suction-type charge amount measuring device (Q / M METER Model manufactured by Trek Co., Ltd.) is applied from above to the developing roll mounted on the cartridge. 210HS-2 "), the toner was sucked, and the charge amount (μC) and the toner weight (g) were measured. The amount of static electricity per weight was calculated as the toner charge amount (μC / g) (in the table, expressed as “T0”). That is, toner charge amount (μC / g) = charge amount (μC) / toner weight (g).
Further, 2,000 white solid images (white paper) were printed, and then the toner charge amount (represented as “T2000” in the table) was measured in the same manner as described above.

通常トナーは使用するとトナー帯電量が低下し、その結果印刷物上のトナー積層量、すなわち印刷物の透過濃度は上昇することが一般的に知られている。これは、現像ロールと感光体との間の電位差をトナーが有する帯電量が埋めており、前記電位差はトナーが有する帯電量、すなわちトナー帯電量(μC/g)×トナー重量(g)に比例するため、現像ロールと感光体との間の電位差は一定である以上トナー帯電量が低下すればトナー重量が上昇するという原理である。
しかし、比較例1,2においては、トナーの帯電量が若干低下しているのに印刷物の透過濃度は上昇するどころか下がっている。これはトナーの一部が現像ロールに付着したためであることが解った。
一方、実施例1〜7においては印刷物の透過濃度が上昇しており、比較例1,2でみられるような現像ロールへのトナーの付着という現象が起きなかったことが確認出来た。
Generally, it is generally known that when toner is used, the toner charge amount decreases, and as a result, the toner lamination amount on the printed material, that is, the transmission density of the printed material increases. This is because the charge amount of the toner fills the potential difference between the developing roll and the photoreceptor, and the potential difference is proportional to the charge amount of the toner, that is, the toner charge amount (μC / g) × the toner weight (g). Therefore, the principle is that if the toner charge amount decreases as long as the potential difference between the developing roll and the photosensitive member is constant, the toner weight increases.
However, in Comparative Examples 1 and 2, although the charge amount of the toner is slightly decreased, the transmission density of the printed matter is lowered rather than increased. It was found that this was because a part of the toner adhered to the developing roll.
On the other hand, in Examples 1 to 7, the transmission density of the printed matter was increased, and it was confirmed that the phenomenon of toner adhesion to the developing roll as seen in Comparative Examples 1 and 2 did not occur.

本発明の半導電性ロールの概略図である。It is the schematic of the semiconductive roll of this invention. 半導電性ロールのロール電気抵抗の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the roll electrical resistance of a semiconductive roll. 半導電性ロールの誘電正接の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the dielectric loss tangent of a semiconductive roll. 半導電性ロールの摩擦係数の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of the friction coefficient of a semiconductive roll.

符号の説明Explanation of symbols

1 トナー搬送部
2 芯金
3 シール部
4 トナー
10 半導電性ロール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Toner conveyance part 2 Core metal 3 Seal part 4 Toner 10 Semiconductive roll

Claims (7)

トナー搬送部を有する半導電性ロールであって、前記トナー搬送部は少なくともその最外層が樹脂またはゴムで形成されており、前記樹脂またはゴムは少なくとも塩素原子を有する樹脂またはゴムを含み、更に塩素原子を有する樹脂またはゴム100質量部に対して3〜60質量部の割合で酸化チタンを含んでいることを特徴とする半導電性ロール。   A semiconductive roll having a toner conveying portion, wherein the toner conveying portion has at least an outermost layer formed of a resin or rubber, and the resin or rubber includes at least a resin or rubber having a chlorine atom, and further contains chlorine. A semiconductive roll comprising titanium oxide at a ratio of 3 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of resin or rubber having atoms. イオン導電性を有する請求項1に記載の半導電性ロール。   The semiconductive roll according to claim 1 having ionic conductivity. 前記樹脂またはゴムは更に誘電正接調整剤を含み、電圧5V、周波数100Hzで交流電圧を印加した際の誘電正接が0.1〜1.8である請求項1または請求項2に記載の半導電性ロール。   The semiconductivity according to claim 1 or 2, wherein the resin or rubber further contains a dielectric loss tangent adjusting agent, and has a dielectric loss tangent of 0.1 to 1.8 when an AC voltage is applied at a voltage of 5 V and a frequency of 100 Hz. Sex roll. 最表面に酸化膜が形成されている請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の半導電性ロール。   The semiconductive roll according to any one of claims 1 to 3, wherein an oxide film is formed on an outermost surface. 前記塩素原子を有するゴムとして、少なくともクロロプレンゴムを含む請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の半導電性ロール。   The semiconductive roll according to any one of claims 1 to 4, comprising at least a chloroprene rubber as the rubber having a chlorine atom. 前記塩素原子を有するゴムまたは樹脂として、少なくともエピクロルヒドリン系共重合体を含む請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の半導電性ロール。   The semiconductive roll according to any one of claims 1 to 5, comprising at least an epichlorohydrin copolymer as the rubber or resin having a chlorine atom. 電子写真装置の画像形成機構において、非磁性1成分トナーを用いた現像装置に用いられる現像ロールである請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の半導電性ロール。   The semiconductive roll according to any one of claims 1 to 6, which is a developing roll used in a developing apparatus using a non-magnetic one-component toner in an image forming mechanism of an electrophotographic apparatus.
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