[go: up one dir, main page]

JP2019124900A - Electrophotographic charging member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

Electrophotographic charging member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2019124900A
JP2019124900A JP2018007395A JP2018007395A JP2019124900A JP 2019124900 A JP2019124900 A JP 2019124900A JP 2018007395 A JP2018007395 A JP 2018007395A JP 2018007395 A JP2018007395 A JP 2018007395A JP 2019124900 A JP2019124900 A JP 2019124900A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charging member
surface layer
resin
bowl
elastic layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2018007395A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7030537B2 (en
Inventor
真樹 角田
Maki Tsunoda
真樹 角田
一浩 山内
Kazuhiro Yamauchi
一浩 山内
裕一 菊池
Yuichi Kikuchi
裕一 菊池
啓貴 益
Hirotaka Masu
啓貴 益
谷口 智士
Tomohito Taniguchi
智士 谷口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2018007395A priority Critical patent/JP7030537B2/en
Publication of JP2019124900A publication Critical patent/JP2019124900A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7030537B2 publication Critical patent/JP7030537B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

【課題】表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する電子写真用帯電部材の提供。【解決手段】導電性基体と導電性弾性層と絶縁性表面層をこの順で有する電子写真用の帯電部材であって、弾性層はバインダーを含み複数個のボウル形状樹脂粒子を弾性層の基体に対向する側とは反対側の面に保持し、前記粒子は開口と開口の周囲のエッジと開口に連なる空隙とを有し、前記粒子の各々は開口とエッジとが弾性層の基体に対向する側とは反対側の面から露出するように弾性層に保持されており、表面層の基体に対向する側とは反対側の表面は帯電部材の表面を構成し、帯電部材の表面は空隙に由来する複数個の凹部とエッジに由来する複数個の凸部とを有し、帯電部材の長手方向に直交し凸部の頂点を含む断面において頂点と基体の回転中心とを結ぶ線分は凹部の空間を通り、表面層が特定の体積抵抗率及び膜厚を有する。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging member for electrophotographic which contributes to suppression of strong electric discharge derived from a convex portion of a surface and suppression of a white-out image. SOLUTION: This is a charging member for electrophotographic having a conductive substrate, a conductive elastic layer and an insulating surface layer in this order. The elastic layer contains a binder and has a plurality of bowl-shaped resin particles as a substrate of the elastic layer. The particles are held on the surface opposite to the side facing the opening, and the particles have an opening and an edge around the opening and a gap connected to the opening, and each of the particles has an opening and an edge facing the substrate of the elastic layer. It is held by the elastic layer so as to be exposed from the surface opposite to the side facing the substrate, the surface of the surface layer opposite to the side facing the substrate constitutes the surface of the charging member, and the surface of the charging member is a void. A line segment having a plurality of concave portions derived from the above and a plurality of convex portions derived from the edge, and connecting the apex and the center of rotation of the substrate in a cross section including the apex of the convex portion orthogonal to the longitudinal direction of the charging member. Through the space of the recesses, the surface layer has a specific volumetric resistance and film thickness. [Selection diagram] Fig. 2

Description

本発明は、電子写真用の帯電部材、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置に関する。   The present invention relates to a charging member for electrophotography, a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus.

電子写真方式を採用した画像形成装置は、主に、電子写真感光体(以下、単に「感光体」とも称す)、帯電装置、露光装置、現像装置、転写装置及び定着装置からなる。帯電装置としては、接触帯電装置が多く採用されている。接触帯電装置は、感光体の表面に接触又は近接配置された帯電部材(典型的には帯電ローラ)に、直流電圧、又は、直流電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することによって、感光体の表面を帯電する。   An image forming apparatus adopting an electrophotographic method mainly includes an electrophotographic photosensitive member (hereinafter, also simply referred to as a “photosensitive member”), a charging device, an exposure device, a developing device, a transfer device, and a fixing device. Many contact charging devices are employed as the charging device. The contact charging device applies a DC voltage or a voltage obtained by superimposing an AC voltage on a DC voltage to a charging member (typically, a charging roller) disposed in contact with or in close proximity to the surface of the photoconductor. To charge the surface of

近年の電子写真装置の高速化や長寿命化に伴って、帯電部材に対しては、被帯電体を長期に亘って安定に帯電させることが求められている。   With the recent increase in speed and life of electrophotographic apparatuses, the charging member is required to stably charge a member to be charged for a long time.

かかる課題に対して、特許文献1には、帯電ローラの表面に、樹脂粒子由来の凸部を有する導電層を設けてなる帯電ローラが開示されている。また、特許文献2には、ボウル形状の樹脂粒子の開口に由来する凹部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジに由来する凸部とを、表面に有している帯電ローラが開示されている。   To address this problem, Patent Document 1 discloses a charging roller in which a conductive layer having a convex portion derived from resin particles is provided on the surface of the charging roller. Further, Patent Document 2 discloses a charging roller having a concave portion derived from an opening of a bowl-shaped resin particle and a convex portion derived from an edge of an opening of a bowl-shaped resin particle on the surface. There is.

特開2008−276026号公報JP, 2008-276026, A 特開2011−248353号公報JP, 2011-248353, A

特許文献1および特許文献2に係る帯電部材を用いて感光体を帯電させる場合、帯電部材の表面には、その表面形状に応じた表面電位が、印加電圧によって形成される。帯電部材の表面層に内包された樹脂粒子由来の凸部や、ボウル形状の樹脂粒子のエッジに由来した凸部では、非凸部よりも高い表面電位が形成される。そのため、帯電部材表面の凸部では、非凸部に比べて、感光体との間に強い放電が生じる。したがって、感光体表面の、帯電部材表面の凸部に対応する部分においては、その周囲の部分よりも帯電電位が高くなる。   When the photosensitive member is charged using the charging members according to Patent Document 1 and Patent Document 2, a surface potential corresponding to the surface shape is formed on the surface of the charging member by an applied voltage. A surface potential higher than that of the non-convex portion is formed at the convex portion derived from the resin particle contained in the surface layer of the charging member or the convex portion derived from the edge of the bowl-shaped resin particle. Therefore, in the convex portion of the surface of the charging member, stronger discharge occurs with the photosensitive member than in the non-convex portion. Therefore, in the portion of the surface of the photosensitive member corresponding to the convex portion on the surface of the charging member, the charging potential is higher than that of the surrounding portion.

特に高精細な低濃度画像を形成する場合、露光装置による露光強度が弱くなる。そのため、上記のように帯電電位が高くなった感光体表面部位を、露光後に、トナーを現像するのに適した表面電位にすることが難しい。その結果、電子写真画像上に、本来トナーが転写されるべき部位にトナーが転写されず、電子写真画像に白抜けが発生する場合がある。   In particular, when forming a high-definition low-density image, the exposure intensity by the exposure device becomes weak. For this reason, it is difficult to make the surface portion of the photosensitive member whose charging potential has become high as described above, a surface potential suitable for developing toner after exposure. As a result, on the electrophotographic image, the toner may not be transferred to a portion to which the toner is originally to be transferred, and white spots may occur in the electrophotographic image.

本発明の一態様は、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、電子写真用の帯電部材の提供に向けたものである。また、本発明の別の態様は、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。   One aspect of the present invention is directed to the provision of a charging member for electrophotography that contributes to the suppression of a strong discharge originating from the convex portion of the surface of the charging member and the suppression of a white spot image. Another aspect of the present invention is directed to the provision of a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus which contribute to the suppression of a strong discharge originating from the convex portion on the surface of the charging member and the suppression of the white spot image.

本発明の一態様によれば、
導電性の基体と、導電性の弾性層と、絶縁性の表面層をこの順で有する電子写真用の帯電部材であって、
該弾性層は、バインダーを含み、複数個のボウル形状の樹脂粒子を、該弾性層の該基体に対向する側とは反対側の面に保持してなり、
該ボウル形状の樹脂粒子は、開口と、該開口の周囲のエッジと、該開口に連なる空隙とを有し、該ボウル形状の樹脂粒子の各々は、該開口と該エッジとが、該弾性層の、該基体に対向する側とは反対側の面から露出するように該弾性層に保持されており、
該表面層の、該基体に対向する側とは反対側の表面は、該帯電部材の表面を構成し、
該帯電部材の表面は、該空隙に由来する複数個の凹部と、該エッジに由来する複数個の凸部とを有し、
該帯電部材の長手方向に直交し、かつ、該凸部の頂点を含む断面において、該頂点と該基体の回転中心とを結ぶ線分は、該凹部の空間を通り、
該表面層の体積抵抗率が、1.0×1016Ω・cm以上、1.0×1018Ω・cm以下であり、かつ、
該表面層の膜厚が、1μm以上、5μm以下である、電子写真用の帯電部材が提供される。
According to one aspect of the invention:
A charging member for electrophotography comprising a conductive substrate, a conductive elastic layer, and an insulating surface layer in this order,
The elastic layer contains a binder and holds a plurality of bowl-shaped resin particles on the surface of the elastic layer opposite to the side facing the substrate,
The bowl-shaped resin particle has an opening, an edge around the opening, and a void connected to the opening, and each of the bowl-shaped resin particles has the opening and the edge formed by the elastic layer. The elastic layer so as to be exposed from the side opposite to the side facing the substrate,
The surface of the surface layer opposite to the side facing the substrate constitutes the surface of the charging member,
The surface of the charging member has a plurality of recesses derived from the void and a plurality of projections derived from the edge,
In a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the charging member and including the apex of the projection, a line connecting the apex and the rotation center of the base passes through the space of the recess,
The volume resistivity of the surface layer is 1.0 × 10 16 Ω · cm or more and 1.0 × 10 18 Ω · cm or less, and
There is provided a charging member for electrophotography, wherein the film thickness of the surface layer is 1 μm or more and 5 μm or less.

本発明の別の態様によれば、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
前記電子写真用の帯電部材を有するプロセスカートリッジが提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a process cartridge detachably configured to a main body of an electrophotographic image forming apparatus, comprising:
There is provided a process cartridge having the charging member for electrophotography.

本発明の更に別の態様によれば、電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電可能に配置された帯電部材と、を有する電子写真画像形成装置であって、該帯電部材が、上記の帯電部材である電子写真画像形成装置が提供される。   According to still another aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic image forming apparatus comprising: an electrophotographic photosensitive member; and a charging member arranged to charge the electrophotographic photosensitive member, wherein the charging member is the above-mentioned. An electrophotographic image forming apparatus, which is a charging member of

本発明の一態様によれば、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、電子写真用の帯電部材が提供される。また、本発明の別の態様によれば、帯電部材の表面の凸部に由来する強い放電の抑制及び白抜け画像の抑制に資する、プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置が提供される。   According to one aspect of the present invention, there is provided a charging member for electrophotography, which contributes to the suppression of a strong discharge originating from the convex portion on the surface of the charging member and the suppression of a blank image. Further, according to another aspect of the present invention, there are provided a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus which contribute to the suppression of a strong discharge originating from the convex portion on the surface of the charging member and the suppression of the white spot image.

本発明に係る帯電部材の構成例を示す模式断面図である。It is a schematic cross section which shows the structural example of the charging member which concerns on this invention. 帯電部材のボウル形状の樹脂粒子の一例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of an example of the bowl-shaped resin particle of a charging member. 帯電部材のボウル形状の樹脂粒子の一例の寸法を説明するための断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram for demonstrating the dimension of an example of the bowl-shaped resin particle of a charging member. 本発明の効果を発現するメカニズムを説明するための図であり、(A)はボウル形状の樹脂粒子の場合の断面模式図、(B)は中実樹脂粒子の場合の断面模式図である。It is a figure for demonstrating the mechanism which expresses the effect of this invention, (A) is a cross-sectional schematic diagram in the case of the resin particle of bowl shape, (B) is a cross-sectional schematic diagram in the case of solid resin particle. 実施例で使用した、コロナ放電表面処理装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the corona discharge surface treatment apparatus used in the Example. 実施例で使用した、帯電部材の放電光観察を行う装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the apparatus which performs discharge light observation of the charging member used in the Example. 本発明に係る電子写真画像形成装置の一例の断面模式図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of an electrophotographic image forming apparatus according to the present invention. 本発明に係るプロセスカートリッジの一例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of an example of the process cartridge which concerns on this invention. 実施例で使用した、表面仕上げ研削装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the surface finish grinding apparatus used in the Example. 比較例3で得られた帯電部材の典型的なボウル形状の樹脂粒子の断面模式図である。FIG. 6 is a cross-sectional schematic view of typical bowl-shaped resin particles of the charging member obtained in Comparative Example 3;

本発明の一態様に係る帯電部材は、導電性の基体と、導電性の弾性層と、絶縁性の表面層とをこの順に備えている。弾性層は、バインダーを含む。また弾性層は、複数個のボウル形状の樹脂粒子を、弾性層の基体に対向する側とは反対側の面に保持してなる。ボウル形状の樹脂粒子は、開口と、開口の周囲のエッジと、開口に連なる空隙とを有する。また、ボウル形状の樹脂粒子の各々は、開口とエッジとが、弾性層の、基体に対向する側とは反対側の面から露出するように弾性層に保持されている。   The charging member according to an aspect of the present invention includes a conductive substrate, a conductive elastic layer, and an insulating surface layer in this order. The elastic layer contains a binder. The elastic layer is formed by holding a plurality of bowl-shaped resin particles on the surface of the elastic layer opposite to the side facing the substrate. The bowl-shaped resin particles have an opening, an edge around the opening, and an air gap connected to the opening. Each of the bowl-shaped resin particles is held by the elastic layer so that the opening and the edge are exposed from the surface of the elastic layer opposite to the side facing the substrate.

当該帯電部材によれば、低濃度の電子写真画像を形成する場合においても、当該電子写真画像への白抜けの発生を抑制できる理由を本発明者らは以下のように推定している。   The inventors of the present invention have estimated the reason why the occurrence of white spots on the electrophotographic image can be suppressed even when forming a low density electrophotographic image by the charging member as follows.

まず、従来例に係る帯電部材として、図4(B)に示すように中実で導電性の樹脂粒子(4b)が、導電性の弾性層(1b)の表面から露出し、絶縁性の表面層(1a)が、樹脂粒子(4b)及び導電性の弾性層(1b)を覆っている帯電部材について説明する。   First, as a charging member according to the conventional example, as shown in FIG. 4 (B), solid and conductive resin particles (4b) are exposed from the surface of the conductive elastic layer (1b) and insulating surface The charging member in which the layer (1a) covers the resin particles (4b) and the conductive elastic layer (1b) will be described.

帯電部材の表面層は、印加される電圧と逆の極性を帯びる。ここで、帯電部材の導電性基体に負極性の電圧を印加する場合を考える。   The surface layer of the charging member is opposite in polarity to the applied voltage. Here, the case where a negative voltage is applied to the conductive substrate of the charging member is considered.

放電空間内において、電界の強さが或る値(パッシェンの法則により求めることができる)を超えると、空気中の気体分子が電離し、電子と正イオンが生成して最初の放電が起こる。次に、生成された電子は、印加された電界に従って移動する過程で多くの空気中の気体分子と衝突し、電子雪崩を形成しながら感光体の方向へ移動する。電子雪崩の先端では、電子と気体分子との衝突が生じている。そのため、電子雪崩は放電電荷量を増大させながら進展し、最終的には感光体の表面に電子が蓄積する。すなわち、感光体の表面が帯電される。   In the discharge space, when the strength of the electric field exceeds a certain value (which can be obtained by Paschen's law), gas molecules in the air are ionized, electrons and positive ions are generated, and the first discharge occurs. Next, the generated electrons collide with many gas molecules in the air in the process of moving according to the applied electric field, and move toward the photoreceptor while forming an electron avalanche. At the tip of the electronic avalanche, collisions of electrons and gas molecules occur. Therefore, the electron avalanche progresses while increasing the discharge charge amount, and eventually electrons accumulate on the surface of the photosensitive member. That is, the surface of the photosensitive member is charged.

生成した正イオンは、感光体とは逆向き、すなわち、帯電部材の表面へと移動する。ここで、帯電部材の表面層の体積抵抗率が低い場合は、帯電部材の表面へと移動した正イオンの正電荷は表面層を通過し、導電性弾性層、導電性基体へと抜けていく。しかし、表面層の体積抵抗率が高い場合、すなわち表面層が絶縁性である場合は、正イオンの正電荷は表面層(1a)を通過することができずに、表面層(1a)の表面に蓄積する。すなわち、表面層が正にチャージアップする。これを模式的に示したものが図4(B)である。   The generated positive ions move in the opposite direction to the photosensitive member, ie, to the surface of the charging member. Here, when the volume resistivity of the surface layer of the charging member is low, the positive charge of positive ions transferred to the surface of the charging member passes through the surface layer and escapes to the conductive elastic layer and the conductive substrate. . However, when the volume resistivity of the surface layer is high, that is, the surface layer is insulating, the positive charge of positive ions can not pass through the surface layer (1a) and the surface of the surface layer (1a) Accumulate in That is, the surface layer charges up positively. FIG. 4 (B) schematically shows this.

上記のように表面層が正にチャージアップすると、蓄積した正電荷が、印加電圧によって生じるマイナスの電界を相殺し、強い放電を抑制することが可能となる。しかし、図4(B)のように、凸部として、中実な導電性の樹脂粒子(4b)による凸形状のみが存在する場合、電界を全体的に相殺するにすぎず、凸部と非凸部との電界強度の差を埋めるには不十分である。   As described above, when the surface layer is positively charged up, the accumulated positive charge can offset the negative electric field generated by the applied voltage, and the strong discharge can be suppressed. However, as shown in FIG. 4B, in the case where only a convex shape by solid conductive resin particles (4b) is present as the convex portion, the electric field is only offset as a whole, and the convex portion is not It is insufficient to fill in the difference in electric field strength with the convex portion.

一方、本態様に係る帯電部材においては、図4(A)に示すように、ボウル形状の樹脂粒子由来の凸部(図2における2d)と凹部(図2における2c)を有する表面に対し、チャージアップする表面層を有する。このことにより、凸部と非凸部との電界強度の差を低減することが可能となる。   On the other hand, in the charging member according to the present embodiment, as shown in FIG. 4A, the surface having convex portions (2d in FIG. 2) and concave portions (2c in FIG. 2) derived from bowl-shaped resin particles It has a surface layer to be charged up. This makes it possible to reduce the difference in electric field strength between the convex portion and the non-convex portion.

ここで、図2を参照する。図2は、本態様に係る帯電部材の、長手方向に直交し、かつ、該凸部の頂点を含む断面の断面図である。該帯電部材は、ボウル形状の樹脂粒子(201)の空隙(2a)に由来する凹部(2c)と、開口の周囲のエッジ(2h)に由来する凸部(2d)を表面に有し、チャージアップ可能な表面層(1a)を備える。   Here, FIG. 2 is referred to. FIG. 2 is a cross-sectional view of a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the charging member according to the present embodiment and including the apex of the convex portion. The charging member has a recess (2c) derived from the void (2a) of the bowl-shaped resin particle (201) and a protrusion (2d) derived from the edge (2h) around the opening on the surface, It has an upable surface layer (1a).

該帯電部材の基体に負極性の電圧を印加すると、凸部(2d)の頂点(2e)に電界が集中する。一方、凸部(2d)の下に存在する、ボウル形状の樹脂粒子(201)の空隙(2a)に由来する凹部(2c)の表面に形成される電界は、凸部よりも弱く、また、帯電ローラ表面の平坦部分よりも弱い。さらに、凹部(2c)は、チャージアップ可能な表面層(1c)が存在しているため、凹部表面に形成される電界はさらに弱い。   When a negative voltage is applied to the base of the charging member, an electric field is concentrated at the top (2e) of the convex portion (2d). On the other hand, the electric field formed on the surface of the recess (2c) derived from the void (2a) of the bowl-shaped resin particle (201) present below the protrusion (2d) is weaker than that of the protrusion, and It is weaker than the flat part of the charging roller surface. Furthermore, since the concave portion (2c) has the chargeable surface layer (1c), the electric field formed on the concave surface is even weaker.

したがって、図4(A)に示す破線で囲った部分(4a)において、凸部の強いマイナスの電界を相殺できる正にチャージアップした部位を、凸部下の凹部の表面に形成することができる。そのため、エッジ由来の凸部(2d)においては、非凸部と比較して、マイナスの電界を相殺する効果が大きくなり、凸部と非凸部との電界強度の差を低減させることができる。その結果、低濃度の電子写真画像を形成する際においても白抜けの発生を抑制することが可能となる。   Therefore, in the portion (4a) surrounded by the broken line shown in FIG. 4A, a positively charged portion capable of canceling out the strong negative electric field of the convex portion can be formed on the surface of the concave portion under the convex portion. Therefore, in the convex portion (2d) derived from the edge, the effect of offsetting the negative electric field is greater than in the non-convex portion, and the difference in electric field strength between the convex portion and the non-convex portion can be reduced. . As a result, it is possible to suppress the occurrence of white spots even when forming a low density electrophotographic image.

以下に、図面を参照しつつ、本発明を説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。また、電子写真用の帯電部材として、特に帯電ローラについて詳述するが、帯電部材の形状は、ローラ形状に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereby. In addition, although a charging roller is described in detail as a charging member for electrophotography, the shape of the charging member is not limited to the roller shape.

<構成>
図1に示す帯電ローラは導電性の基体(1c)と、その導電性基体上に設けられた導電性の弾性層(1b)と、導電性の弾性層上に設けられた絶縁性の表面層(1a)とを、この順で有する。
<Configuration>
The charging roller shown in FIG. 1 comprises a conductive substrate (1c), a conductive elastic layer (1b) provided on the conductive substrate, and an insulating surface layer provided on the conductive elastic layer. And (1a) in this order.

<導電性の基体>
導電性基体としては導電性の材料からなる基体を用いることができ、例えば鉄、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金又はニッケルで形成されている金属(合金を含む)製の支持体(例えば、円柱状の金属)を用いることができる。
<Conductive substrate>
As the conductive substrate, a substrate made of a conductive material can be used, for example, a support (for example, a metal (including an alloy) formed of iron, copper, stainless steel, aluminum, an aluminum alloy, or nickel) A cylindrical metal can be used.

<導電性の弾性層>
導電性の弾性層(1b)は、バインダーと、複数個のボウル形状の樹脂粒子(201)を含む。この弾性層は、その導電性を発現するために導電性微粒子を含むことができる。ボウル形状の樹脂粒子(201)のそれぞれは、1つの開口(2b)と、その開口のエッジ(2h)と、その開口に連なる空隙(2a)とを有する。このボウル形状の樹脂粒子は、中空の樹脂粒子が開口した形状を有する。この開口(2b)とそのエッジ(2h)とは、この弾性層(1b)の外周面(すなわち基体に対向する側とは反対側の面)から露出している。なお、空隙(2a)は、樹脂粒子(201)の内壁面と、開口(2b)とによって画定される。
<Conductive elastic layer>
The conductive elastic layer (1b) includes a binder and a plurality of bowl-shaped resin particles (201). The elastic layer can include conductive particles to express its conductivity. Each of the bowl-shaped resin particles (201) has one opening (2b), an edge (2h) of the opening, and a gap (2a) connected to the opening. The bowl-shaped resin particles have a shape in which hollow resin particles are open. The opening (2b) and its edge (2h) are exposed from the outer peripheral surface of the elastic layer (1b) (that is, the surface opposite to the side facing the base). The void (2a) is defined by the inner wall surface of the resin particle (201) and the opening (2b).

(導電性弾性層のバインダー)
導電性弾性層に含有されるバインダーとしては、公知のゴムまたは樹脂を使用することができる。ゴムとしては、例えば、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムを挙げることができる。合成ゴムとしては以下のものが挙げられる。エチレンプロピレンゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、ウレタンゴム、イソプレンゴム(IR)、ブチルゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム及びフッ素ゴム。樹脂としては、例えば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂の如き樹脂が使用できる。中でも、フッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリルウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂がより好ましい。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらバインダーの原料である単量体を共重合させ、共重合体としてもよい。導電性弾性層は、プレポリマー化したバインダーの原料に架橋剤等を添加し、硬化または架橋することによって形成してもよい。
(Binder of conductive elastic layer)
A known rubber or resin can be used as the binder contained in the conductive elastic layer. As rubber | gum, natural rubber, that which carried out the vulcanization process of this, a synthetic rubber can be mentioned, for example. The following are mentioned as a synthetic rubber. Ethylene propylene rubber, styrene butadiene rubber (SBR), silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber (IR), butyl rubber, acrylonitrile butadiene rubber (NBR), chloroprene rubber (CR), acrylic rubber, epichlorohydrin rubber and fluororubber. As the resin, for example, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Among them, fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, acrylic urethane resin, silicone resin and butyral resin are more preferable. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, it is good also as a copolymer by copolymerizing the monomer which is a raw material of these binders. The conductive elastic layer may be formed by adding a crosslinking agent or the like to a prepolymerized binder raw material and curing or crosslinking.

(導電性微粒子)
導電性弾性層は、導電性を発現するために公知の導電性微粒子を含有することができる。導電性微粒子の具体例としては、金属酸化物、金属微粒子、カーボンブラック等が挙げられる。また、これらの導電性微粒子を、単独で又は2種以上組み合わせて用いることができる。導電性弾性層中における導電性微粒子の含有量の目安としては、バインダー100質量部に対して2〜200質量部、特には5〜100質量部である。
(Conductive particles)
The conductive elastic layer can contain known conductive particles in order to develop conductivity. Specific examples of the conductive fine particles include metal oxides, metal fine particles, carbon black and the like. In addition, these conductive fine particles can be used alone or in combination of two or more. As a standard of content of conductive particles in a conductive elastic layer, it is 2-200 mass parts, especially 5-100 mass parts to 100 mass parts of binders.

(導電性弾性層を構成するその他の成分)
導電性弾性層中には上記の他に、絶縁性粒子や、硬度を調整するための、軟化油及び可塑剤の如き添加剤を含有させてもよい。可塑剤としては高分子タイプのものを用いることが好ましく、その重量平均分子量は好ましくは2000以上、より好ましくは4000以上である。さらに、種々な機能を付与する材料として、老化防止剤、充填剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、粗し粒子以外の樹脂粒子を含有させてもよい。樹脂粒子としては、以下のものが挙げられる。ポリメタクリル酸メチル粒子、ポリエチレン粒子、シリコーンゴム粒子、ポリウレタン粒子、ポリスチレン粒子、アミノ樹脂粒子、またはフェノール樹脂粒子。
(Other components that make up the conductive elastic layer)
In addition to the above, the conductive elastic layer may contain insulating particles, and additives such as a softening oil and a plasticizer for adjusting the hardness. It is preferable to use a polymer type plasticizer as the plasticizer, and the weight average molecular weight thereof is preferably 2000 or more, more preferably 4000 or more. Furthermore, resin particles other than anti-aging agents, fillers, processing aids, tackifiers, anti-tack agents, dispersing agents and roughening particles may be contained as materials imparting various functions. The following may be mentioned as resin particles. Polymethyl methacrylate particles, polyethylene particles, silicone rubber particles, polyurethane particles, polystyrene particles, amino resin particles, or phenol resin particles.

<表面層>
表面層(1a)の外周面(基体に対向する側とは反対側の表面)は、帯電ローラの表面を構成する。したがって、弾性層(1b)の外周面は、ボウル形状の樹脂粒子(201)の弾性層外周面から露出している部分も含めて、表面層(1a)で覆われている。その結果、帯電ローラの表面は、複数の樹脂粒子(201)の空隙(2a)に由来する複数個の凹部(2c)と、複数の樹脂粒子(201)のエッジ(2h)に由来する複数個の凸部(2d)とを有する。
<Surface layer>
The outer peripheral surface of the surface layer (1a) (surface opposite to the side facing the substrate) constitutes the surface of the charging roller. Therefore, the outer peripheral surface of the elastic layer (1b) is covered with the surface layer (1a) including the portion exposed from the outer peripheral surface of the elastic layer of the bowl-shaped resin particle (201). As a result, the surface of the charging roller has a plurality of concave portions (2c) derived from the voids (2a) of the plurality of resin particles (201) and a plurality derived from the edges (2h) of the plurality of resin particles (201). And a convex portion (2d) of

放電で発生する正電荷を捕捉してチャージアップするために、表面層の体積抵抗率および膜厚を、下記の範囲内とする。   In order to capture and charge up the positive charge generated by the discharge, the volume resistivity and the film thickness of the surface layer are in the following ranges.

(表面層の膜厚)
絶縁性の表面層(1a)の膜厚は1μm以上、5μm以下である。膜厚が1μm以上とすることで、チャージアップした表面層上の正電荷を導電性基体に抜けさせずに表面層内に保持することができる。また、膜厚が5μm以下とすることで、放電を十分に発生させることができ、放電の安定化が達成でき、帯電不良を起こさずに均一な帯電を行うことができる。なお、表面層の膜厚は、帯電ローラの断面を鋭利な刃物で切り出して、得られたサンプルを光学顕微鏡や電子顕微鏡で観察することにより測定できる。
(Film thickness of surface layer)
The film thickness of the insulating surface layer (1a) is 1 μm or more and 5 μm or less. By setting the film thickness to 1 μm or more, the positive charge on the charged up surface layer can be held in the surface layer without being released to the conductive substrate. Further, by setting the film thickness to 5 μm or less, discharge can be sufficiently generated, stabilization of the discharge can be achieved, and uniform charging can be performed without causing charging failure. The film thickness of the surface layer can be measured by cutting the cross section of the charging roller with a sharp blade and observing the obtained sample with an optical microscope or an electron microscope.

(表面層の体積抵抗率)
表面層(1a)の体積抵抗率は1.0×1016Ω・cm以上、1.0×1018Ω・cm以下である。表面層の体積抵抗率を1.0×1016Ω・cm以上にすることで、チャージアップした表面層上の正電荷を導電性基体に抜けさせずに表面層上に保持することができ、凸部に集中した電界を緩和することできる。また、表面層の体積抵抗率が1.0×1018Ω・cm以下にすることで、表面層に蓄積される正電荷の量を適正にでき、放電の安定化が達成でき、感光体の帯電不良を起こさずに均一な帯電を行うことができる。
(Volume resistivity of surface layer)
The volume resistivity of the surface layer (1a) is 1.0 × 10 16 Ω · cm or more and 1.0 × 10 18 Ω · cm or less. By setting the volume resistivity of the surface layer to 1.0 × 10 16 Ω · cm or more, positive charges on the charged-up surface layer can be held on the surface layer without causing the conductive substrate to escape. The electric field concentrated on the convex portion can be relaxed. Further, by setting the volume resistivity of the surface layer to 1.0 × 10 18 Ω · cm or less, the amount of positive charge accumulated in the surface layer can be properly made, and the discharge can be stabilized, so that the photosensitive member Uniform charging can be performed without causing charging failure.

(表面層の体積抵抗率の測定)
表面層の体積抵抗率の測定は、原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、導電性モードによって測定した測定値を採用することができる。先ず、帯電ローラの表面層(1a)を、マニュピレーターを用いてシート片に切り出し、その片面に金属蒸着を施す。金属蒸着を施した面に直流電源を接続し、電圧を印加し、表面層のもう一方の面にはカンチレバーの自由端を接触させ、AFM本体を通して電流像を得る。
この電流像から、無作為に選んだ100箇所の表面における電流値を求め、測定された電流値の、低い方から10個の電流値の平均と、シート片の膜厚とカンチレバーの接触面積から、体積抵抗率を算出できる。
測定環境は温度23℃、相対湿度50%とすることができる。
(Measurement of volume resistivity of surface layer)
The volume resistivity of the surface layer can be measured using an atomic force microscope (AFM) and a measurement value measured by the conductivity mode. First, the surface layer (1a) of the charging roller is cut into sheet pieces using a manipulator, and metal deposition is performed on one side of the sheet piece. A DC power supply is connected to the metal-deposited surface, a voltage is applied, the free end of the cantilever is in contact with the other surface of the surface layer, and a current image is obtained through the AFM body.
From the current image, the current value at 100 randomly selected surfaces is determined, and the average of the 10 lower current values of the measured current values, the film thickness of the sheet piece, and the contact area of the cantilever , Volume resistivity can be calculated.
The measurement environment can be a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.

(チャージアップの確認方法)
チャージアップは、帯電ローラ表面にコロナ放電などによって電荷を与え、次いで、表面電位測定を行うことで、確認できる。
(How to check charge up)
The charge up can be confirmed by applying a charge to the surface of the charge roller by corona discharge or the like and then measuring the surface potential.

具体的には、帯電量測定装置(商品名:DRA−2000L、(株)QEA製)を、そのグリッド部と、帯電ローラの表面との間隙が1mmとなるように配置する。次いで、コロナ放電器に8kVの電圧を印加して放電を発生させて、帯電ローラの表面を帯電させ、放電終了後、10秒経過後の帯電ローラの表面電位を測定すればよい。
測定環境は温度23℃、相対湿度50%とすることができる。
Specifically, the charge amount measuring device (trade name: DRA-2000L, manufactured by QEA) is disposed such that the gap between the grid portion and the surface of the charge roller is 1 mm. Then, a voltage of 8 kV is applied to the corona discharger to generate discharge to charge the surface of the charge roller, and the surface potential of the charge roller may be measured after 10 seconds after the discharge is completed.
The measurement environment can be a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.

(表面層の材料)
表面層(1a)を形成するための樹脂としては、表面層の体積抵抗率を1×1016Ω・cm以上、1×1018Ω・cm以下とすることのできる樹脂を用いる。このような樹脂の例としては、上記の体積抵抗率を示すようなフッ素樹脂、ポリアミド樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂、ポリオレフィン樹脂(例えばポリエチレン樹脂)を挙げることができる。また、これらの樹脂の原料となる単量体の2種以上から、あるいはこれらの樹脂をプレポリマーとして他の樹脂の原料となる単量体と反応させて、製造される共重合体を使用することもできる。
(Material of surface layer)
As a resin for forming the surface layer (1a), a resin capable of setting the volume resistivity of the surface layer to 1 × 10 16 Ω · cm or more and 1 × 10 18 Ω · cm or less is used. Examples of such resins include fluorine resins, polyamide resins, acrylic resins, polyurethane resins, silicone resins, butyral resins and polyolefin resins (for example, polyethylene resins) which exhibit the above-mentioned volume resistivity. In addition, a copolymer produced by reacting two or more kinds of monomers serving as raw materials of these resins, or reacting these resins as prepolymers with monomers serving as raw materials of other resins is used. It can also be done.

これらの中でも、表面層(1a)の体積抵抗率を高抵抗に制御する上で、ポリオレフィン骨格を有する樹脂を用いることが好ましい。さらにポリオレフィン骨格を有する樹脂の中でも、ポリイソプレン骨格を有する樹脂が好ましい。ポリイソプレン骨格は骨格中に二重結合に隣接した炭素、つまりアリル位となる炭素が多く、表面層がチャージアップした際、正電荷を安定して保持することが容易である。また、二重結合が共役していないため、表面層の体積抵抗率を高抵抗で安定して制御することが容易である。   Among these, in order to control the volume resistivity of the surface layer (1a) to a high resistance, it is preferable to use a resin having a polyolefin skeleton. Further, among resins having a polyolefin skeleton, resins having a polyisoprene skeleton are preferable. The polyisoprene skeleton has a large amount of carbon adjacent to a double bond in the skeleton, that is, carbon that is in the allyl position, and when the surface layer is charged up, it is easy to stably hold a positive charge. In addition, since the double bond is not conjugated, it is easy to stably control the volume resistivity of the surface layer with high resistance.

また、表面層の樹脂は放射線崩壊型の樹脂であることが好ましい。放射線崩壊型の樹脂は、放射線の照射が行われた際に、不安定ラジカルが発生するため、架橋反応に比べて分子鎖の切断が起こりやすい樹脂である。放射線崩壊型の樹脂の例は、篠原健一ほか著「放射線と高分子」(槇書店,1968)などの文献で紹介されている。   Further, the resin of the surface layer is preferably a radiation disintegrable resin. The radiation-disintegrable resin is a resin in which molecular chain breakage is likely to occur as compared with the crosslinking reaction because unstable radicals are generated when radiation irradiation is performed. Examples of radiation-disintegrable resins are introduced in the literature such as Kenichi Kuwahara et al., "Radiation and Polymers" (Tsubaki Shoten, 1968).

放射線崩壊型の樹脂であるかどうかは、放射線、またはそれに相当するエネルギーを印加する処理前後での樹脂の分子量変化を測定することで、判定が可能である。帯電ローラ表面が表面に正電荷を保持する場合、長時間の使用によって表面層上にラジカルを生じることがある。表面層に放射線崩壊型の樹脂を用いれば、その崩壊によって不安定ラジカルを生成し、この不安定ラジカルを利用して常に表面層内でラジカルが消失する状態を達成することができる。その結果、表面層の表面に存在する酸素や水との反応によって表面層の樹脂の抵抗が低下していく現象を防ぐことができる。   Whether the resin is a radiation-disintegrable resin can be determined by measuring the change in molecular weight of the resin before and after the process of applying radiation or energy corresponding thereto. When the charge roller surface holds a positive charge on the surface, radicals may be generated on the surface layer by prolonged use. When a radiation-disintegrable resin is used for the surface layer, the decay thereof generates an unstable radical, and this unstable radical can be used to achieve a state in which the radical always disappears in the surface layer. As a result, it is possible to prevent a phenomenon in which the resistance of the resin of the surface layer is lowered by the reaction with oxygen and water present on the surface of the surface layer.

中でも、ポリオレフィン骨格を有し放射線崩壊型である樹脂、たとえばポリイソブチレンを用いると高抵抗を厳密に維持しやすく、長期間の使用に特に適した表面層を提供することができる。   Above all, when a resin having a polyolefin skeleton and being a radiation disintegrable type, for example, polyisobutylene is used, high resistance can be easily maintained strictly, and a surface layer particularly suitable for long-term use can be provided.

表面層の体積抵抗率を1.0×1016Ω・cm以上に保つためには、表面層中にイオン導電剤や導電性粒子等の導電剤を含まないことが好ましい。 In order to maintain the volume resistivity of the surface layer at 1.0 × 10 16 Ω · cm or more, it is preferable that the surface layer does not contain a conductive agent such as an ion conductive agent or conductive particles.

(表面層の樹脂が放射線崩壊型であるか否かの確認)
次のような方法によって、表面層を形成する樹脂が放射線崩壊型であるか否かを確認することができる。まず、当該表面層を形成する樹脂をサンプリングし、その樹脂の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定する。次いで、帯電ローラ対して、コロナ放電処理を施した後、帯電ローラの表面層を構成する樹脂をサンプリングし、GPCにて分子量を測定する。コロナ放電の前後で分子量が減少していれば、その樹脂は放射線崩壊型である。分子量が増加している場合は、その樹脂は放射線架橋型の樹脂である。
(Confirmation of whether the resin of the surface layer is radiation decay type)
By the following method, it can be confirmed whether or not the resin forming the surface layer is radiation disintegrating. First, the resin forming the surface layer is sampled, and the molecular weight of the resin is measured by gel permeation chromatography (GPC). Next, corona discharge treatment is applied to the charging roller, and then the resin constituting the surface layer of the charging roller is sampled, and the molecular weight is measured by GPC. If the molecular weight is reduced before and after the corona discharge, the resin is radiation disintegrating. If the molecular weight is increasing, the resin is a radiation crosslinkable resin.

GPC測定では、対象樹脂を溶媒に入れて溶液にする。この溶媒としては、当該樹脂を1質量%以上溶解できる溶媒を選択すればよい。選択した溶媒にサンプリングした樹脂を浸し、一定の時間経過したのちに、ろ過を行って取り出した溶液部分に対してGPC測定を実施すればよい。   In GPC measurement, the target resin is put in a solvent to form a solution. As this solvent, a solvent capable of dissolving 1% by mass or more of the resin may be selected. The sampled resin may be immersed in a selected solvent, and after a certain period of time has elapsed, GPC measurement may be performed on the solution portion taken out by filtration.

具体的には、溶媒は、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン(THF)、トリフルオロ酢酸、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール(HFIP)、ギ酸など、対象樹脂によって、最も溶解しやすい溶媒の選択が可能である。   Specifically, depending on the target resin, the solvent may be toluene, chlorobenzene, tetrahydrofuran (THF), trifluoroacetic acid, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP), formic acid, etc. The choice of the most soluble solvent is possible.

(その他の添加剤)
表面層(1a)に、本発明の効果が損なわれない程度に、必要に応じてその他添加剤を加えてもよい。表面層の高抵抗化や、滑り性付与の観点からシリコーン添加剤を含むことが好ましい。また、本発明の効果を損なわない範囲で、表面層には、変性、官能基や分子鎖の導入、離型剤等による表面処理等が施されていてもよい。
(Other additives)
If necessary, other additives may be added to the surface layer (1a) to the extent that the effects of the present invention are not impaired. It is preferable to contain a silicone additive from the viewpoint of increasing the surface layer resistance and imparting slipperiness. In addition, the surface layer may be subjected to modification, introduction of a functional group or a molecular chain, surface treatment with a release agent, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired.

(表面層の形成方法)
ここで表面層(1a)の形成方法について説明する。弾性層(1b)の形成方法については後述する。表面層(1a)は、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、リング塗布等の塗布法により形成することができる。また、型内で所定の形状に材料を硬化、成形する方法も用いることができる。この中でも、塗布法によって表面層の材料を含む塗工液を弾性層の表面上に塗工し、乾燥し、加熱や紫外線照射などで硬化することで表面層を形成することが好ましい。これは、導電性弾性層(1b)の表面に、特定の膜厚の範囲内で一様に表面層を形成するためである。
(Method of forming surface layer)
Here, a method of forming the surface layer (1a) will be described. The method of forming the elastic layer (1b) will be described later. The surface layer (1a) can be formed by an application method such as electrostatic spray application, dipping application, ring application and the like. Further, a method of curing and molding the material into a predetermined shape in a mold can also be used. Among these, it is preferable to form a surface layer by applying a coating liquid containing the material of the surface layer on the surface of the elastic layer by a coating method, drying, and curing by heating or ultraviolet irradiation. This is to form a surface layer uniformly on the surface of the conductive elastic layer (1b) within a specific film thickness range.

また、表面層を表面処理することにより、動摩擦、表面自由エネルギーなどの物性を調整することができる。具体的には、表面層に活性エネルギー線を照射する方法が挙げられる。活性エネルギー線としては、紫外線、赤外線、電子線などが挙げられる。   Moreover, physical properties such as dynamic friction and surface free energy can be adjusted by surface-treating the surface layer. Specifically, the surface layer may be irradiated with active energy rays. As an active energy ray, an ultraviolet ray, an infrared ray, an electron beam etc. are mentioned.

<帯電ローラの表面形状>
以下に、帯電ローラの表面形状の形態について、詳述する。
<Surface shape of charging roller>
The form of the surface shape of the charging roller will be described in detail below.

図2に示すように、ボウル形状の樹脂粒子(201)には、開口(2b)と、エッジ(2h)と、空隙(2a)が存在する。樹脂粒子(201)の外壁面は、弾性層(1b)で覆われている。弾性層(1b)は、ボウル形状の樹脂粒子(201)の内壁面には存在せず、エッジ(2h)にも存在しない。弾性層(1b)の外周面は、ボウル形状の樹脂粒子(201)の内壁面及びエッジ(2h)は、表面層(1a)で覆われている。帯電ローラの表面には、空隙(2a)に由来する凹部(2c)と、エッジ(2h)に由来する凸部(2d)とが存在する。   As shown in FIG. 2, in the bowl-shaped resin particle (201), an opening (2b), an edge (2h), and a void (2a) are present. The outer wall surface of the resin particle (201) is covered with the elastic layer (1b). The elastic layer (1b) is not present on the inner wall surface of the bowl-shaped resin particle (201) and is not present on the edge (2h). The outer peripheral surface of the elastic layer (1b) is covered with the inner wall surface and the edge (2h) of the bowl-shaped resin particle (201) by the surface layer (1a). On the surface of the charging roller, there are a recess (2c) derived from the air gap (2a) and a protrusion (2d) derived from the edge (2h).

凸部(2d)の中で、外側すなわち基体(1c)とは反対側に最も突出した点(2e)を、「凸頂点」という。また、図2に示すように、凸頂点(2e)を含み、帯電ローラの長手方向(回転軸方向)に直交する断面において、帯電ローラの回転軸が存在する点(2g)を、基体(1c)の「回転中心」、あるいは、単に「回転中心」という。図2に示す断面において凸部が二つ存在する場合、最も外側に突出した点を有するほうの凸部を、そのボウル形状の樹脂粒子(201)のエッジに由来する凸部とする。   Of the convex portions (2d), the point (2e) most projecting outward on the side opposite to the base (1c) is referred to as a “convex apex”. Further, as shown in FIG. 2, a point (2g) where the rotation axis of the charging roller exists in a cross section including the convex apex (2e) and orthogonal to the longitudinal direction (rotational axis direction) of the charging roller ) Of "rotation center" or simply "rotation center". In the case where two convex portions exist in the cross section shown in FIG. 2, the convex portion having the point protruding to the outermost side is a convex portion derived from the edge of the bowl-shaped resin particle (201).

図2に示す断面において、凸頂点(2e)と回転中心(2g)を結んだ線分(2f)が、凹部(2c)の空間(2i)を通る。   In the cross section shown in FIG. 2, a line segment (2f) connecting the convex apex (2e) and the rotation center (2g) passes through the space (2i) of the recess (2c).

凸部(2d)から放電が発生する際、電界は凸頂点(2e)に集中する。凸頂点(2e)に集中した強電界を抑制するには、凸部からの放電方向、つまり凸頂点(2e)と回転中心(2g)とを結んだ方向において、凸部より回転中心側に、凸部からの放電を弱めるための部位が存在することが有効である。     When discharge is generated from the convex portion (2d), the electric field is concentrated on the convex apex (2e). In order to suppress the strong electric field concentrated on the convex apex (2e), the discharge direction from the convex, that is, the direction connecting the convex apex (2e) and the rotation center (2g), is closer to the rotation center than the convex It is effective that there is a site for weakening the discharge from the convex portion.

上記形状のボウル形状樹脂粒子が70%以上あることが好ましく、90%以上とすることがより好ましい。   It is preferable that 70% or more of the bowl-shaped resin particles having the above-mentioned shape be present, and it is more preferable to be 90% or more.

凹部(2c)に形成される電界は、感光体との距離が凸部(2d)や、非凸凹部より遠くなるため弱くなり、凹部(2c)よりも感光体側に存在する凸部の電界を減衰させる効果が強い。そのため、上述のように凸部(2d)の電界を弱めるためには、凸頂点よりも基体(1c)側に、凹部が存在することが有効である。すなわち、線分(2f)が、凹部(2c)の空間(2i)を通過するような構成とすることが有効である。   The electric field formed in the concave portion (2c) is weak because the distance to the photosensitive member is longer than the convex portion (2d) or the non-convex concave portion, and the electric field of the convex portion present on the photosensitive member side than the concave portion (2c) Attenuating effect is strong. Therefore, in order to weaken the electric field of the convex portion (2d) as described above, it is effective for the concave portion to be present on the base (1c) side with respect to the convex apex. That is, it is effective that the line segment (2f) passes through the space (2i) of the recess (2c).

好ましい形状について、図3を参照して説明する。図3には、図2と同様に、凸頂点(2e)を含む、帯電ローラの長手方向に直交する断面を示す。まず、凸頂点(2e)と、帯電ローラ表面の高さ平均面(3a)との距離を、凸頂点高さ(3b)(以下、便宜上、凸頂点高さを「Ho」とも称す)とする。次に、凸頂点(2e)と回転中心(2g)とを結んだ線分(2f)が、ボウル形状の樹脂粒子の凹部(2c)の表面と交差する点を、交点(3c)とする。凸頂点(2e)と交点(3c)との間の距離を、凸頂点−凹表面距離(3d)(以下、便宜上、「PL」とも称す)とする。このとき、凸頂点高さと凸頂点−凹表面距離の比率、つまりPL/Hoの値が2以上、10以下であることが好ましい。つまり、距離PLが凸頂点高さHoの2倍以上、10倍以下であることが好ましい。これは、凸部の電界は凸頂点の高さに依存して強くなるのに対し、凹部表面が凸頂点から離れるほど、凹部表面の電界強度が低下し、凸部の電界を弱める効果が強くなるためである。PL/Hoが2以上であると、凸部の電界を減衰させる効果が強くなり、10以下であれば安定した放電が容易である。   Preferred shapes are described with reference to FIG. Similar to FIG. 2, FIG. 3 shows a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the charge roller, including the convex apex (2e). First, the distance between the convex apex (2e) and the height average surface (3a) of the charging roller surface is defined as the convex apex height (3b) (hereinafter, for convenience, the convex apex height is also referred to as "Ho"). . Next, a point at which a line segment (2f) connecting the convex apex (2e) and the rotation center (2g) intersects the surface of the recess (2c) of the bowl-shaped resin particle is taken as an intersection (3c). The distance between the convex apex (2e) and the intersection (3c) is referred to as a convex apex-concave surface distance (3d) (hereinafter also referred to as "PL" for convenience). At this time, it is preferable that the ratio of the convex apex height to the convex apex-concave surface distance, that is, the value of PL / Ho be 2 or more and 10 or less. That is, it is preferable that the distance PL be equal to or more than twice and equal to or less than 10 times the convex vertex height Ho. This is because the electric field of the convex portion becomes stronger depending on the height of the convex apex, while the electric field strength of the concave surface decreases as the concave surface gets farther from the convex apex, and the effect of weakening the electric field of the convex is strong In order to When PL / Ho is 2 or more, the effect of attenuating the electric field of the convex portion becomes strong, and when it is 10 or less, stable discharge is easy.

また、凸頂点(2e)における電界の集中をさらに低減するために、凸頂点高さHoを3μm以上、10μm以下にすることが好ましい。3μm以上とすることで安定した放電が容易となり、10μm以下とすることで凸部の電界集中を適正化して電界減衰を効果的に行うことが容易である。   Further, in order to further reduce the concentration of the electric field at the convex apex (2e), it is preferable to set the convex apex height Ho to 3 μm or more and 10 μm or less. A stable discharge becomes easy by setting it as 3 micrometers or more, and it is easy to optimize electric field concentration of a convex part, and to perform an electric field attenuation effectively by setting it as 10 micrometers or less.

(帯電ローラの表面形状の確認方法)
表面形状は、次のようにして確認することができる。
まず、帯電ローラの表面に対し、コンフォーカル顕微鏡等を使用し表面の高度プロファイルを作成し、帯電ローラ表面の高さ平均面からの、凸部(2d)の中で最も高度の高い点、つまり凸頂点(2e)を探索する。集束イオンビーム法を使用して、ボウル形状の樹脂粒子(201)の凸頂点(2e)から、帯電ローラの周方向と平行な向きに断面(長手方向と直交する断面)を切り出す。このとき、導電性基体(1c)の少なくとも中心までイオンビームで切り出し、回転中心(2g)がわかる状態のサンプルシートを作成する。当該サンプルシートに対して、走査電子顕微鏡(SEM)や共焦点顕微鏡を使用し、表面形状の断面画像を撮影し、図2のような形状になっていることを確認すればよい。
(How to check the surface shape of the charging roller)
The surface shape can be confirmed as follows.
First, for the surface of the charging roller, an elevation profile of the surface is created using a confocal microscope or the like, and the highest point among the projections (2d) from the height average surface of the charging roller surface, that is, Search for a convex vertex (2e). Using a focused ion beam method, a cross section (a cross section orthogonal to the longitudinal direction) is cut out in a direction parallel to the circumferential direction of the charging roller from the convex apex (2e) of the bowl-shaped resin particle (201). At this time, an ion beam is cut out to at least the center of the conductive substrate (1c) to prepare a sample sheet in a state where the rotation center (2 g) can be known. With respect to the sample sheet, a cross-sectional image of the surface shape may be taken using a scanning electron microscope (SEM) or a confocal microscope to confirm that the shape is as shown in FIG.

また、得られた高度プロファイルと断面画像において、前述の凸頂点−凹表面距離PL(3d)、凸頂点高さHo(3b)、を計測することができる。この計測を、例えば、帯電ローラを長手方向におおよそ11等分、周方向に6等分したときの合計66領域の中央部に対して実施し、各々の測定値の平均値を凸頂点−凹表面距離PL(3d)、凸頂点高さHo(3b)、とすればよい。   Further, in the height profile and the cross-sectional image obtained, it is possible to measure the above-mentioned convex vertex to concave surface distance PL (3 d) and the convex vertex height Ho (3 b). This measurement is performed, for example, on the central part of a total of 66 areas when the charging roller is divided roughly into 11 in the longitudinal direction and into 6 in the circumferential direction, and the average value of the respective measured values is The surface distance PL (3d) and the convex vertex height Ho (3b) may be used.

(帯電ローラの表面形状の形成方法)
まず、中空形状の樹脂粒子(以下、「中空粒子」ということがある)を分散させた導電性樹脂組成物を作製し、導電性基体(1c)上に、弾性層(1b)を成形する。導電性基体上に導電性樹脂組成物を成形する方法の例としては、静電スプレー塗布、ディッピング塗布、ロール塗布のような塗布と、それに続く乾燥、加熱、架橋工程等によってこの塗膜を硬化させる方法が挙げられる。また、導電性樹脂組成物を所定の膜厚に成膜し硬化させたシート形状又はチューブ形状の層を、導電性基体に接着する方法も挙げられる。また、このシート形状又はチューブ形状の層で、導電性基体を被覆する方法が挙げられる。更に、導電性基体を配置した型の中に導電性樹脂組成物を入れて硬化させて成形する方法が挙げられる。また、特に、バインダーがゴムの場合には、クロスヘッドを備えた押出機を用いて、導電性基体(1c)と未加硫ゴム組成物を一体的に押出し、乾燥、加熱、架橋工程を経て、導電性基体上に導電性樹脂組成物を成形することもできる。クロスヘッドとは、電線や針金等の棒状物に被覆層を形成するために用いられる、押出機のシリンダ先端に設置して使用する押出金型である。
(Method of forming surface shape of charging roller)
First, a conductive resin composition in which hollow resin particles (hereinafter sometimes referred to as "hollow particles") are dispersed is prepared, and an elastic layer (1b) is formed on the conductive substrate (1c). As an example of a method of forming a conductive resin composition on a conductive substrate, this coating is cured by an application such as electrostatic spray application, dipping application, roll application, and subsequent drying, heating, crosslinking steps, etc. There is a way to Moreover, the method of adhere | attaching the layer of the sheet | seat shape or tube shape which film-formed and hardened the conductive resin composition to a predetermined | prescribed film thickness to a conductive base is also mentioned. Moreover, the method of coat | covering a conductive substrate with this sheet-shaped or tube-shaped layer is mentioned. Furthermore, there is a method in which the conductive resin composition is placed in a mold in which the conductive substrate is disposed and cured to be molded. Further, in particular, when the binder is rubber, the conductive substrate (1c) and the unvulcanized rubber composition are integrally extruded using an extruder equipped with a crosshead, and after drying, heating and crosslinking steps. Also, the conductive resin composition can be formed on the conductive substrate. The crosshead is an extrusion mold which is used to form a coating layer on a rod-like material such as an electric wire or wire, and which is installed at the tip of a cylinder of an extruder.

導電性基体(1c)上に形成された導電性弾性層(1b)の表面(外周面)を研磨することによって、上に説明した図2に示すような特定の弾性層の表面形状を形成することができる。表面を研磨する手法としては円筒研磨法やテープ研磨法を使用することができる。また、円筒研磨法を用いて1次表面処理をした後、酸素ガス含有雰囲気下で加熱処理を行うことで、ボウル形状の樹脂粒子(特にはその凸部)の硬化をさらに進め、その後にテープ研磨法によって2次表面処理して、表面形状を形成する手法もある。   By polishing the surface (peripheral surface) of the conductive elastic layer (1b) formed on the conductive substrate (1c), the surface shape of the specific elastic layer as shown in FIG. 2 described above is formed. be able to. As a method of polishing the surface, cylindrical polishing or tape polishing can be used. In addition, after the primary surface treatment using cylindrical polishing method, heat treatment is performed in an atmosphere containing oxygen gas to further promote curing of the bowl-shaped resin particles (particularly, the convex portions thereof), and thereafter a tape is obtained. There is also a method of forming a surface shape by performing secondary surface treatment by polishing.

これにより、中空形状の樹脂粒子のシェルの一部を削除して、開口を有するボウル形状とし、得られたボウル形状の樹脂粒子(201)の開口(2b)と、この樹脂粒子(201)の内壁とで規定される空隙(2a)を形成することができる。また、この開口(2b)は弾性層(1b)の基体に対向する側とは反対側に向いている。   As a result, a part of the shell of the hollow resin particle is removed to form a bowl shape having an opening, and the opening (2b) of the obtained bowl-shaped resin particle (201) and the resin particle (201) are obtained. An air gap (2a) defined by the inner wall can be formed. The opening (2b) is directed to the opposite side of the elastic layer (1b) from the side facing the base.

このようにして得られた弾性層(1b)の外周面を、前述のようにして表面層(1a)で覆うことによって、空隙(2a)に由来する凹部(2c)と、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジ(2h)に由来する凸部(2d)を有する表面形状を得ることができる。   By covering the outer peripheral surface of the elastic layer (1b) thus obtained with the surface layer (1a) as described above, the recess (2c) derived from the void (2a) and the bowl-shaped resin particle It is possible to obtain a surface shape having a convex portion (2d) derived from the edge (2h) of the opening.

PL/Hoの値を2以上、10以下とするために、テープ研磨法における研磨を、円筒研磨で行った研磨と同じ向きで行うことが好ましい。また、テープ研磨法で使用する研磨テープの平均砥粒は0.1μm以上、50μm以下が好ましく、より好ましくは、1μm以上、30μmである。   In order to make the value of PL / Ho 2 or more and 10 or less, it is preferable to carry out the polishing in the tape polishing method in the same direction as the polishing performed in the cylindrical polishing. The average abrasive grain of the polishing tape used in the tape polishing method is preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 30 μm.

Hoの値を3μm以上、10μm以下とするためには、テープ研磨法におけるローラの回転数を500rpm以上、6000rpm以下にすることが好ましく、1000rpm以上、3000rpm以下にすることがより好ましい。   In order to set the value of Ho to 3 μm or more and 10 μm or less, the rotation speed of the roller in the tape polishing method is preferably 500 rpm or more and 6000 rpm or less, and more preferably 1000 rpm or more and 3000 rpm or less.

<中空粒子およびボウル形状の樹脂粒子を構成する樹脂>
中空粒子およびボウル形状の樹脂粒子の樹脂としては、中空の形状を維持するために気体透過性が低いという観点から、極性基を有する樹脂が好ましく、下記式(1)に示すユニットを有する樹脂が好ましい。
<Resin constituting hollow particle and bowl-shaped resin particle>
The resin of the hollow particles and the bowl-shaped resin particles is preferably a resin having a polar group from the viewpoint of low gas permeability in order to maintain the hollow shape, and a resin having a unit represented by the following formula (1) preferable.

式(1)中、Aは下記式(2)、(3)及び(4)から選択される少なくとも1種である。R1は、水素原子、もしくは炭素数1から4のアルキル基である。   In formula (1), A is at least one selected from the following formulas (2), (3) and (4). R1 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.

具体的には、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリル酸樹脂、スチレン樹脂、ブタジエン樹脂、ウレタン樹脂、アミド樹脂、メタクリロニトリル樹脂、アクリル酸樹脂、アクリル酸エステル樹脂及びメタクリル酸エステル樹脂からなる群から選ばれる一種以上の樹脂を使用することができる。   Specifically, acrylonitrile resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, methacrylic acid resin, styrene resin, butadiene resin, urethane resin, amide resin, methacrylonitrile resin, acrylic acid resin, acrylic acid ester resin, and methacrylic acid ester resin One or more resins selected from the group consisting of

その中でも、長期の使用を鑑みた場合には、放射線崩壊型樹脂が好ましい。ボウル形状の樹脂粒子のエッジに由来する凸部(2e)は、電界が集中するので、ラジカルを発生しやすく、長期間の使用によって凸部の表面層が脆化することがある。凸部の表面層が脆化すると、感光体との当接により表面層が失われ、ボウル形状の樹脂粒子(201)が露出し、そこから強い放電を発生してしまうことがある。   Among them, radiation disintegrable resins are preferred in view of long-term use. The convex portion (2e) derived from the edge of the bowl-shaped resin particle is likely to generate radicals since the electric field is concentrated, and the surface layer of the convex portion may be embrittled by long-term use. When the surface layer of the convex portion is embrittled, the surface layer may be lost due to the contact with the photosensitive member, the bowl-shaped resin particles (201) may be exposed, and a strong discharge may be generated therefrom.

一方、放射線崩壊型樹脂は、放射線の照射により不安定ラジカルを生じ、ラジカル発生部位の近傍で、分子鎖の切断が起こりやすいと考えられる。   On the other hand, radiation-disintegrable resins are considered to generate unstable radicals upon irradiation with radiation and to cause cleavage of molecular chains in the vicinity of the radical generation site.

したがって、ボウル形状の樹脂粒子(201)を放射線崩壊型樹脂で形成することで、電界の集中によって発生するラジカルが不安定ラジカルとなる。不安定ラジカルは表面層の破壊に至る前に、その不安定さのために、ボウル形状の樹脂粒子内の樹脂等と反応して消失する。そのため、長期間の使用による表面層の脆化が発生しない、と本発明者らは推定している。   Therefore, by forming the bowl-shaped resin particle (201) with a radiation-disintegrable resin, radicals generated by the concentration of the electric field become unstable radicals. Unstable radicals react with the resin in the bowl-shaped resin particles and disappear due to the instability before the surface layer is destroyed. Therefore, the present inventors estimate that embrittlement of the surface layer does not occur due to long-term use.

ボウル形状の樹脂粒子に好ましい放射線崩壊型の樹脂は、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニリデン樹脂、メタクリロニトリル樹脂から選ばれる少なくとも1種からなる熱可塑性樹脂である。   A preferable radiation-disintegrable resin for the bowl-shaped resin particles is a thermoplastic resin comprising at least one selected from an acrylonitrile resin, a vinylidene chloride resin, and a methacrylonitrile resin.

一方、放射線の照射に対し、分子架橋など新たな結合が形成され、分子構造が大きくなる傾向が強い樹脂として、放射線架橋型の樹脂が挙げられる。放射線架橋型樹脂は安定ラジカルを生成するため、放射線崩壊型樹脂と比較して、周囲の物質との反応が増え、酸化や副生成物の形成が進む。よって、放射線崩壊型樹脂と比較して、長期間の使用による表面層の脆化が発生しやすいと考えられる。   On the other hand, a radiation crosslinking resin is mentioned as a resin in which a new bond such as molecular crosslinking is formed and the molecular structure tends to be large in response to irradiation of radiation. Since the radiation crosslinkable resin generates stable radicals, the reaction with the surrounding material is increased and oxidation and formation of by-products proceed as compared with the radiation disintegrable resin. Therefore, it is considered that the embrittlement of the surface layer due to long-term use is likely to occur as compared with the radiation disintegrable resin.

(ボウル形状の樹脂粒子についての放射線崩壊型の確認)
ボウル形状の樹脂粒子の樹脂が放射線崩壊型であるかの確認は、前述の表面層の樹脂について放射線崩壊型樹脂を確認した方法と同様にすればよい。具体的には帯電ローラの前記表面形状を形成するボウル形状の樹脂粒子をサンプリングし、樹脂粒子の分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定することで可能である。次いで、帯電ローラについて、コロナ放電処理を施した後、帯電ローラ前記表面形状を形成するボウル形状の樹脂粒子をサンプリングし、GPCにて分子量を測定する。そして、コロナ放電の前の分子量よりも、後の分子量が減少していれば、樹脂粒子中の樹脂は放射線崩壊型である。一方で分子量が増加している場合はその樹脂は放射線架橋型の樹脂である。
(Confirmation of radiation decay type for bowl-shaped resin particles)
The confirmation of whether the resin of the bowl-shaped resin particle is a radiation-disintegrable type may be performed in the same manner as the method of confirming the radiation-disintegrable resin for the resin of the surface layer described above. Specifically, it is possible to sample the bowl-shaped resin particles forming the surface shape of the charging roller and measure the molecular weight of the resin particles by gel permeation chromatography (GPC). Next, corona discharge treatment is applied to the charging roller, and then, the resin particles in the bowl shape forming the surface shape of the charging roller are sampled, and the molecular weight is measured by GPC. And, if the molecular weight after the corona discharge is smaller than the molecular weight before the corona discharge, the resin in the resin particle is a radiation disintegrating type. On the other hand, when the molecular weight is increasing, the resin is a radiation crosslinking resin.

このGPC測定は、表面層の樹脂が放射線崩壊型であるか否かの確認のためにGPC測定と同様にして行うことができる。   This GPC measurement can be performed in the same manner as the GPC measurement to confirm whether the resin of the surface layer is a radiation-disintegrable type.

(中空粒子)
導電性弾性層のバインダーに分散させる中空粒子としては、例えば、その分散の際にすでに中空である樹脂粒子を用いることができる。あるいは、粒子の内部に内包物質を含み、熱を加えることにより内包物質が膨張し、中空形状の樹脂粒子となる、熱膨張性マイクロカプセルを使用する方法を例示することもできる。
(Hollow particles)
As hollow particles to be dispersed in the binder of the conductive elastic layer, for example, resin particles that are already hollow during the dispersion can be used. Alternatively, it is possible to exemplify a method using thermally expandable microcapsules, which contain an inclusion substance inside the particles and expand the inclusion substance by applying heat to form hollow resin particles.

この方法では、熱膨張性マイクロカプセルが導電性弾性層のバインダー中に分散した導電性樹脂組成物を作製し、この組成物で導電性基体を被覆し、乾燥、硬化、または架橋等を行うことができる。この方法の場合、導電性弾性層バインダーの乾燥、硬化、または架橋時の熱で内包物質を膨張させ、中空形状の樹脂粒子を形成することができる。その際、温度条件を制御することにより、その粒径を制御可能である。   In this method, a conductive resin composition in which thermally expandable microcapsules are dispersed in a binder of the conductive elastic layer is prepared, the conductive substrate is coated with this composition, and drying, curing, or crosslinking is performed. Can. In this method, the encapsulated material can be expanded by the heat of drying, curing, or crosslinking of the conductive elastic layer binder to form hollow resin particles. At that time, the particle diameter can be controlled by controlling the temperature condition.

(熱膨張性マイクロカプセルの製法)
熱膨張性マイクロカプセルに内包させる物質としては、例えばボウル形状の樹脂粒子を構成する熱可塑性樹脂の軟化点以下の温度でガスになって膨張するものが好ましく、具体例として以下のものが挙げられる。プロパン、プロピレン、ブテン、ノルマルブタン、イソブタン、ノルマルペンタン、イソペンタンの如き低沸点液体、ノルマルヘキサン、イソヘキサン、ノルマルヘプタン、ノルマルオクタン、イソオクタン、ノルマルデカン、イソデカンなどの如き高沸点液体。
(Manufacturing method of thermally expandable microcapsule)
As the substance to be contained in the thermally expandable microcapsule, for example, a substance capable of expanding into a gas at a temperature lower than the softening point of the thermoplastic resin constituting the bowl-shaped resin particle is preferable, and the following may be mentioned as specific examples. . Low boiling liquids such as propane, butene, normal butane, isobutane, normal pentane, and isopentane; high boiling liquids such as normal hexane, isohexane, normal heptane, normal octane, isooctane, normal decane, and isodecane.

上記の熱膨張性マイクロカプセルは、懸濁重合法、界面重合法、界面沈降法、液中乾燥法といった公知の製法によって製造することができる。例えば、懸濁重合法においては、重合性単量体、上記熱膨張性マイクロカプセルに内包させる物質及び重合開始剤を混合する。そして、この混合物を、界面活性剤や分散安定剤を含有する水性媒体中に分散させた後、懸濁重合させることができる。尚、重合性単量体の官能基と反応する反応性基を有する化合物や、有機フィラーを添加することもできる。   The above-mentioned thermally expandable microcapsules can be produced by known methods such as suspension polymerization, interfacial polymerization, interfacial sedimentation, in-liquid drying and the like. For example, in the suspension polymerization method, a polymerizable monomer, a substance to be encapsulated in the thermally expandable microcapsule, and a polymerization initiator are mixed. Then, after this mixture is dispersed in an aqueous medium containing a surfactant and a dispersion stabilizer, suspension polymerization can be performed. In addition, the compound which has a reactive group which reacts with the functional group of a polymerizable monomer, and an organic filler can also be added.

重合性単量体としては、下記のものを例示することができる。アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エトキシアクリロニトリル、フマロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、塩化ビニリデン、酢酸ビニル;アクリル酸エステル(メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソボルニルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート);メタクリル酸エステル(メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソボルニルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート);スチレン系モノマー、アクリルアミド、置換アクリルアミド、メタクリルアミド、置換メタクリルアミド、ブタジエン、ε−カプロラクタム、ポリエーテル、イソシアネート。これらの重合性単量体は1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。   The following can be illustrated as a polymerizable monomer. Acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethoxyacrylonitrile, fumaronitrile, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, vinylidene chloride, vinyl acetate; acrylic ester (methyl acrylate, ethyl Acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, isobornyl acrylate, cyclohexyl acrylate, benzyl acrylate; methacrylic acid esters (methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, Isobornyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl methacrylate); styrenic monomerア ク リ ル, acrylamide, substituted acrylamide, methacrylamide, substituted methacrylamide, butadiene, ε-caprolactam, polyether, isocyanate. These polymerizable monomers can be used singly or in combination of two or more.

重合開始剤としては、特に限定されるものではないが、重合性単量体に可溶の開始剤が好ましく、公知のパーオキサイド開始剤及びアゾ開始剤を使用できる。これらのうち、アゾ開始剤が好ましい。アゾ開始剤の例を以下に挙げる。2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビスシクロヘキサン1−カルボニトリル、2,2’−アゾビス−4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル。中でも、2,2’−アゾビスイソブチロニトリルが好ましい。また、ジクミルパーオキシドも好ましい。重合開始剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜5質量部が好ましい。   The polymerization initiator is not particularly limited, but an initiator soluble in the polymerizable monomer is preferable, and known peroxide initiators and azo initiators can be used. Of these, azo initiators are preferred. Examples of azo initiators are listed below. 2,2'-azobisisobutyronitrile, 1,1'-azobiscyclohexane 1-carbonitrile, 2,2'-azobis-4-methoxy-2,4-dimethyl valeronitrile. Among these, 2,2'-azobisisobutyronitrile is preferable. Also preferred is dicumyl peroxide. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.

界面活性剤としてはアニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、高分子型分散剤を使用できる。界面活性剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜10質量部が好ましい。分散安定剤としては以下のものが挙げられる。有機微粒子(ポリスチレン微粒子、ポリメタクリル酸メチル微粒子、ポリアクリル酸微粒子及びポリエポキシド微粒子)、シリカ(コロイダルシリカ)、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、水酸化アルミニウム、炭酸バリウム、及び、水酸化マグネシウム等。分散安定剤の使用量は、重合性単量体100質量部に対して、0.01〜20質量部が好ましい。   As surfactants, anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, and polymer type dispersants can be used. The amount of surfactant used is preferably 0.01 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. The following may be mentioned as dispersion stabilizers. Organic fine particles (polystyrene fine particles, polymethyl methacrylate fine particles, polyacrylic acid fine particles and polyepoxide fine particles), silica (colloidal silica), calcium carbonate, calcium phosphate, aluminum hydroxide, barium carbonate, magnesium hydroxide and the like. The use amount of the dispersion stabilizer is preferably 0.01 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer.

懸濁重合は、耐圧容器を用い、密閉下で行うことが好ましい。重合性原料を分散機等で懸濁してから、耐圧容器内に移して懸濁重合してもよいし、あるいは、分散機等で懸濁する替わりに耐圧容器内で懸濁してもよい。重合温度は50℃〜120℃が好ましい。重合は、大気圧で行ってもよいが、上記熱膨張マイクロカプセルに内包させる物質を気化させないようにするため、加圧下(大気圧に0.1〜1MPaを加えた圧力下)で行うことが好ましい。重合終了後は、遠心分離や濾過によって、固液分離及び洗浄を行ってもよい。固液分離や洗浄をする場合、この後、熱膨張マイクロカプセルを構成する樹脂の軟化温度以下にて乾燥や粉砕を行ってもよい。乾燥及び粉砕は、公知の方法により行うことができ、気流乾燥機、順風乾燥機及びナウターミキサーなどを使用できる。また、乾燥及び粉砕は、粉砕乾燥機によって同時に行うこともできる。界面活性剤及び分散安定剤は、製造後に洗浄濾過を繰り返すことにより除去できる。   Suspension polymerization is preferably carried out in a sealed manner using a pressure resistant vessel. The polymerizable raw material may be suspended by a disperser or the like and then transferred to a pressure resistant container for suspension polymerization, or may be suspended in the pressure resistant container instead of being suspended by a disperser or the like. The polymerization temperature is preferably 50 ° C to 120 ° C. The polymerization may be carried out at atmospheric pressure, but may be carried out under pressure (at a pressure of 0.1 to 1 MPa added to the atmospheric pressure) so as not to vaporize the substance to be encapsulated in the thermally expanded microcapsules. preferable. After completion of the polymerization, solid-liquid separation and washing may be performed by centrifugation or filtration. In the case of solid-liquid separation or washing, thereafter, drying or pulverization may be performed at a temperature equal to or lower than the softening temperature of the resin constituting the thermally expanded microcapsule. Drying and pulverization can be carried out by a known method, and a flash dryer, a forward wind dryer, a Nauta mixer and the like can be used. Drying and grinding can also be carried out simultaneously by means of a grinding dryer. Surfactants and dispersion stabilizers can be removed by repeated washing and filtration after production.

<電子写真装置>
本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置は、電子写真用の帯電部材を有する。本発明の一態様に係る帯電部材は、電子写真画像形成装置に用い得る。
<Electrophotographic apparatus>
An electrophotographic image forming apparatus according to an aspect of the present invention has a charging member for electrophotography. The charging member according to an aspect of the present invention can be used in an electrophotographic image forming apparatus.

電子写真画像形成装置の一例の概略構成を図7に示す。この電子写真装置は、次の構成要素等から構成されている。電子写真感光体、電子写真感光体を帯電する帯電装置、露光を行う潜像形成装置、潜像をトナー像に現像する現像装置、トナー像を転写材に転写する転写装置、電子写真感光体上の転写残トナーを回収するクリーニング装置、トナー像を定着する定着装置。本発明に係るローラ形状の帯電部材は、この電子写真画像形成装置の帯電装置が備える帯電ローラとして使用することができる。   A schematic configuration of an example of the electrophotographic image forming apparatus is shown in FIG. This electrophotographic apparatus is composed of the following components and the like. Electrophotographic photosensitive member, charging device for charging electrophotographic photosensitive member, latent image forming device for performing exposure, developing device for developing latent image on toner image, transfer device for transferring toner image to transfer material, on electrophotographic photosensitive member A cleaning device that recovers the transfer residual toner, and a fixing device that fixes the toner image. The roller-shaped charging member according to the present invention can be used as a charging roller included in the charging device of the electrophotographic image forming apparatus.

電子写真感光体(7b)は、導電性基体上に感光層を有する回転ドラム型である。電子写真感光体は矢印の方向に所定の周速度(プロセススピード)で回転駆動される。   The electrophotographic photosensitive member (7b) is a rotary drum type having a photosensitive layer on a conductive substrate. The electrophotographic photosensitive member is rotationally driven at a predetermined circumferential speed (process speed) in the direction of the arrow.

帯電装置は、電子写真感光体(7b)に所定の押圧力で当接されることにより接触配置されてなるローラ形状を有する接触帯電部材(以降、「帯電ローラ」ともいう)(5a)を具備する。すなわち、帯電ローラ(5a)は、電子写真感光体(7b)に帯電可能に配置されており、感光体の回転に伴って従動回転する。そして、電源(7a)から直流電圧を印加することにより、電子写真感光体(7b)を帯電する。電子写真感光体(7b)に静電潜像を形成する潜像形成装置(不図示)には、例えばレーザービームスキャナーなどの如き露光装置が用いられる。一様に帯電された電子写真感光体(7b)に画像情報に対応した露光光(7g)を照射することにより、静電潜像が形成される。   The charging device includes a contact charging member (hereinafter also referred to as "charging roller") (5a) having a roller shape which is disposed in contact by being brought into contact with the electrophotographic photosensitive member (7b) with a predetermined pressing force. Do. That is, the charging roller (5a) is arranged to be chargeable on the electrophotographic photosensitive member (7b), and is driven to rotate as the photosensitive member rotates. Then, the electrophotographic photosensitive member (7b) is charged by applying a DC voltage from a power source (7a). For a latent image forming device (not shown) for forming an electrostatic latent image on the electrophotographic photosensitive member (7b), an exposure device such as a laser beam scanner is used. An electrostatic latent image is formed by irradiating the uniformly charged electrophotographic photosensitive member (7b) with exposure light (7g) corresponding to the image information.

現像装置は、電子写真感光体(7b)に近接又は接触して配設される現像スリーブ又は現像ローラ(7c)を有する。現像装置は、電子写真感光体の帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーの静電潜像を、反転現像により現像してトナー像を形成する。転写装置は、接触式の転写ローラ(7d)を有する。これにより、電子写真感光体から、トナー像を普通紙などの如き転写材に転写する。転写材は、搬送部材を有する給紙システム(不図示)により搬送される。   The developing device has a developing sleeve or developing roller (7c) disposed in proximity to or in contact with the electrophotographic photosensitive member (7b). The developing device develops the electrostatic latent image of the toner electrostatically processed to the same polarity as the charging polarity of the electrophotographic photosensitive member by reversal development to form a toner image. The transfer device has a contact type transfer roller (7d). Thereby, the toner image is transferred from the electrophotographic photosensitive member to a transfer material such as plain paper. The transfer material is conveyed by a sheet feeding system (not shown) having a conveying member.

クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材(7f)、回収容器(7h)を有し、現像されたトナー像が転写材に転写された後に、電子写真感光体(7b)上に残留する転写残トナーを機械的に掻き落とし回収する。ここで、現像装置にて転写残トナーを回収する現像同時クリーニング方式を採用することにより、クリーニング装置を省くことも可能である。転写材に転写されたトナー像は、不図示の加熱装置によって加熱された定着ベルト(7e)と、定着ベルトに対向して配置されたローラ(7i)との間を通過することで、転写材に定着される。   The cleaning device has a blade type cleaning member (7f) and a recovery container (7h), and the transfer residual toner remaining on the electrophotographic photosensitive member (7b) after the developed toner image is transferred to the transfer material Mechanically scrape off and collect. Here, it is possible to dispense with the cleaning device by adopting a simultaneous development cleaning method in which the transfer residual toner is collected by the developing device. The toner image transferred to the transfer material passes between the fixing belt (7e) heated by a heating device (not shown) and a roller (7i) disposed opposite to the fixing belt, thereby transferring the transfer material. It is fixed in

<プロセスカートリッジ>
本発明に係るプロセスカートリッジは、電子写真用の帯電部材を有し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。
<Process cartridge>
The process cartridge according to the present invention has a charging member for electrophotography, and is configured to be detachable from the main body of the electrophotographic image forming apparatus.

本発明に係るプロセスカートリッジの一例の概略構成を図8に示す。このプロセスカートリッジは、電子写真感光体(7b)、帯電ローラ(5a)、現像ローラ(7c)、クリーニング部材(7f)、回収容器(7h)等が一体化され、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。本発明に係る帯電部材は、このプロセスカートリッジが備える帯電ローラとして使用することができる。   A schematic configuration of an example of the process cartridge according to the present invention is shown in FIG. In this process cartridge, an electrophotographic photosensitive member (7b), a charging roller (5a), a developing roller (7c), a cleaning member (7f), a collection container (7h) and the like are integrated to form a main body of an electrophotographic image forming apparatus. It is configured to be removable. The charging member according to the present invention can be used as a charging roller included in this process cartridge.

<製造例1:樹脂粒子A1の製造>
イオン交換水4000質量部と、分散安定剤としてコロイダルシリカ9質量部およびポリビニルピロリドン0.15質量部からなる水性混合液を調製した。次いで、次の成分からなる油性混合液を調製した。重合性単量体としてアクリロニトリル50質量部、メタクリロニトリル45質量部、及び、メチルアクリレート5質量部と、内包物質としてノルマルヘキサン12.5質量部と、重合開始剤としてジクミルパーオキシド0.75質量部。この油性混合液を、前記水性混合液に添加し、更に水酸化ナトリウム0.4質量部を添加することにより、分散液を調製した。
Production Example 1: Production of Resin Particle A1
An aqueous mixed solution comprising 4000 parts by mass of ion-exchanged water, 9 parts by mass of colloidal silica as a dispersion stabilizer, and 0.15 parts by mass of polyvinylpyrrolidone was prepared. Next, an oily mixture comprising the following components was prepared. 50 parts by mass of acrylonitrile as a polymerizable monomer, 45 parts by mass of methacrylonitrile, 5 parts by mass of methyl acrylate, 12.5 parts by mass of normal hexane as an inclusion substance, and dicumyl peroxide 0.75 as a polymerization initiator Parts by mass. This oily mixture was added to the aqueous mixture, and 0.4 parts by mass of sodium hydroxide was further added to prepare a dispersion.

得られた分散液を、ホモジナイザーを用いて3分間攪拌混合し、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、400rpmの攪拌下、60℃で20時間重合反応させることにより、粗生成物としての、内包物質を有する樹脂粒子を調製した。得られた粗生成物について、濾過と水洗を繰り返した後、80℃で5時間乾燥することで樹脂粒子を精製した。この樹脂粒子を音波式分級機により解砕して分級することによって、樹脂粒子A1を得た。樹脂粒子A1〜A8の材料の処方、重合時の撹拌条件、および、体積平均粒径を表1に示す。   The obtained dispersion is stirred and mixed for 3 minutes using a homogenizer, charged in a nitrogen-replaced polymerization reaction vessel, and polymerized at a temperature of 60 ° C. for 20 hours while stirring at 400 rpm to obtain a crude product as a crude product. Resin particles having a substance were prepared. The obtained crude product was repeatedly filtered and washed with water, and then dried at 80 ° C. for 5 hours to purify resin particles. The resin particles were crushed and classified using a sound wave type classifier to obtain a resin particle A1. Table 1 shows the formulations of the resin particles A1 to A8, the stirring conditions at the time of polymerization, and the volume average particle diameter.

<製造例2:樹脂粒子A2の製造>
製造例1において、分級条件を変更した以外は同様の方法で樹脂粒子A2を得た。
<Production Example 2: Production of Resin Particle A2>
Resin particles A2 were obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the classification conditions were changed.

<製造例3〜8:樹脂粒子A3〜A8の製造>
コロイダルシリカの使用量、重合性単量体の種類と使用量、重合時の攪拌回転数のうちの一つ以上を表1に示すように変更した以外は製造例1と同様の方法により、樹脂粒子を作製し、分級することによって、樹脂粒子A3〜A8を得た。
<Production Examples 3 to 8: Production of Resin Particles A3 to A8>
A resin was prepared in the same manner as in Production Example 1 except that one or more of the amount of colloidal silica used, the type and amount of the polymerizable monomer, and the number of rotations of stirring at the time of polymerization were changed as shown in Table 1. The particles were produced and classified to obtain resin particles A3 to A8.

<樹脂粒子の体積平均粒径の測定>
樹脂粒子A1〜A8の体積平均粒径測定を、レーザ回折型粒度分布計(商品名:コールターLS−230型粒度分布計、コールター社製)により行った。測定には、水系モジュールを用い、測定溶媒として純水を使用した。純水にて粒度分布計の測定系内を約5分間洗浄し、消泡剤として測定系内に亜硫酸ナトリウムを10〜25mg加えて、バックグラウンドファンクションを実行した。次に純水50ml中に界面活性剤3滴〜4滴を加え、更に測定試料(樹脂粒子)を1mg〜25mg加えた。試料を懸濁した水溶液につき超音波分散器で1分間〜3分間分散処理を行い、被験試料液を調製した。前記測定装置の測定系内に被験試料液を徐々に加えて、装置の画面上の偏光散乱強度差(PIDS)が45%以上、55%以下になるように測定系内の被験試料濃度を調整して測定を行った。得られた体積分布から体積平均粒径Dvを算出した。
<Measurement of Volume Average Particle Size of Resin Particles>
The volume average particle diameter of the resin particles A1 to A8 was measured with a laser diffraction type particle size distribution analyzer (trade name: Coulter LS-230 particle size distribution analyzer, manufactured by Coulter, Inc.). For the measurement, an aqueous module was used, and pure water was used as a measurement solvent. The inside of the measurement system of the particle size distribution analyzer was washed with pure water for about 5 minutes, and 10 to 25 mg of sodium sulfite was added to the measurement system as a defoaming agent to execute a background function. Next, 3 to 4 drops of surfactant were added to 50 ml of pure water, and 1 mg to 25 mg of a measurement sample (resin particles) was further added. The aqueous solution in which the sample was suspended was subjected to a dispersion treatment with an ultrasonic disperser for 1 to 3 minutes to prepare a test sample solution. The test sample solution is gradually added into the measurement system of the measurement device to adjust the test sample concentration in the measurement system so that the polarization scattering intensity difference (PIDS) on the screen of the device is 45% or more and 55% or less. The measurements were taken. The volume average particle diameter Dv was calculated from the obtained volume distribution.

<製造例9:表面層塗布液B1の製造>
ポリオール(商品名:EPOL、出光興産社製)100質量部に対し、ポリメリックMDI(商品名:ミリオネートMR−200、東ソー社製)12.9質量部を加えて撹拌混合した。この混合物に、固形分が5質量%となるようにメチルイソブチルケトンを加え、表面層塗布液B1を得た。以下、表面層塗布液B1〜B12の製造に用いた樹脂、溶媒及び液濃度を表2にまとめた。
Production Example 9 Production of Surface Layer Coating Solution B1
12.9 parts by mass of polymeric MDI (trade name: Millionate MR-200, manufactured by Tosoh Corp.) was added to 100 parts by mass of a polyol (trade name: EPOL, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), and mixed with stirring. The methyl isobutyl ketone was added to this mixture so that solid content might be 5 mass%, and surface layer coating liquid B1 was obtained. Hereinafter, the resin, the solvent, and the liquid concentration which were used for manufacture of surface layer coating liquid B1-B12 were put together in Table 2.

<製造例10:表面層塗布液B2の製造>
固形分が10質量%となるようにした以外は製造例9と同様にして、表面層塗布液B2を得た。
Preparation Example 10 Preparation of Surface Layer Coating Solution B2
A surface layer coating solution B2 was obtained in the same manner as in Production Example 9 except that the solid content was adjusted to 10% by mass.

<製造例11:表面層塗布液B3の製造>
固形分が15質量%となるようにした以外は製造例9と同様にして、表面層塗布液B3を得た。
Production Example 11 Production of Surface Layer Coating Solution B3
A surface layer coating solution B3 was obtained in the same manner as in Production Example 9 except that the solid content was adjusted to 15% by mass.

<製造例12:表面層塗布液B4の製造>
水酸基末端液状ポリブタジエン(商品名:Poly bd、出光興産社製)100質量部に対し、ポリメリックMDI(商品名:ミリオネートMR−200、東ソー社製)12.3質量部を加えて撹拌混合した。この混合物に固形分が15質量%となるようにメチルイソブチルケトンを加え、表面層塗布液B4を得た。
Production Example 12 Production of Surface Layer Coating Solution B4
12.3 parts by mass of polymeric MDI (trade name: Millionate MR-200, manufactured by Tosoh Corporation) was added to 100 parts by mass of a hydroxyl group-terminated liquid polybutadiene (trade name: Poly bd, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), and mixed with stirring. The methyl isobutyl ketone was added to this mixture so that solid content might be 15 mass%, and surface layer coating liquid B4 was obtained.

<製造例13:表面層塗布液B5の製造>
紫外線硬化性ポリイソプレン(商品名:UC−203M、クラレ社製)100質量部に対し重合開始剤である1−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン(商品名:IRGACURE184、豊通ケミプラス社製)5質量部を加えて撹拌混合した。この混合物に、固形分が15質量%となるようにメチルエチルケトンを加え、表面層塗布液B5を得た。
Production Example 13 Production of Surface Layer Coating Solution B5
5 parts by mass of 1-hydroxy-cyclohexyl phenyl ketone (trade name: IRGACURE 184, manufactured by Toyotsu Chemi-Plass Co., Ltd.) as a polymerization initiator relative to 100 parts by mass of ultraviolet curable polyisoprene (trade name: UC-203M, manufactured by Kuraray) In addition, it was stirred and mixed. To this mixture was added methyl ethyl ketone so that the solid content was 15% by mass, to obtain a surface layer coating solution B5.

<製造例14:表面層塗布液B6の製造>
ポリメタクリル酸メチル(商品名:Poly(methyl methacrylate)analytical standard,for GPC,2,480,000、アルドリッチ社製)を用意した。これに固形分が15質量%となるようにメチルエチルケトンを加え、表面層塗布液B6を得た。
Production Example 14 Production of Surface Layer Coating Solution B6
Polymethyl methacrylate (trade name: Poly (methyl methacrylate) analytical standard, for GPC, 2,480,000, manufactured by Aldrich) was prepared. To this was added methyl ethyl ketone so that the solid content was 15% by mass, to obtain a surface layer coating solution B6.

<製造例15:表面層塗布液B7の製造>
下記ポリイソブチレンに、固形分が15質量%となるようにトルエンを加え、表面層塗布液B7を得た。
商品名:Polyisobutylene average Mw〜4,200,000,average Mn〜3,100,000 by GPC/MALLS,average Mv〜4,700,000、アルドリッチ社製。
Production Example 15 Production of Surface Layer Coating Solution B7
Toluene was added to the following polyisobutylene so that solid content might be 15 mass%, and surface layer coating liquid B7 was obtained.
Brand name: Polyisobutylene average Mw ̃4,200,000, average Mn ̃3,100,000 by GPC / MALLS, average Mv ̃4,700,000, manufactured by Aldrich.

<製造例16:表面層塗布液B8の製造>
ポリプロピレン(商品名:エルモーデュS901、出光興産社製)に、固形分が8質量%となるようにトルエンを加え、表面層塗布液B8を得た。
Preparation Example 16 Preparation of Surface Layer Coating Solution B8
Toluene was added to polypropylene (trade name: Elmodu S901, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) so that the solid content was 8% by mass, to obtain a surface layer coating solution B8.

<製造例17:表面層塗布液B9の製造>
固形分が15質量%となるようにした以外は製造例16と同様にして、表面層塗布液B9を得た。
Production Example 17 Production of Surface Layer Coating Solution B9
A surface layer coating solution B9 was obtained in the same manner as in Production Example 16 except that the solid content was adjusted to 15% by mass.

<製造例18:表面層塗布液B10の製造>
固形分が1質量%となるようにした以外は製造例9と同様にして、表面層塗布液B10を得た。
Production Example 18 Production of Surface Layer Coating Solution B10
A surface layer coating solution B10 was obtained in the same manner as in Production Example 9 except that the solid content was adjusted to 1% by mass.

<製造例19:表面層塗布液B11の製造>
ポリオキシメチレン−ホモポリマー(商品名:Polyoxymethylene−Homopolymer、アルドリッチ社製)に、HFIP(1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール)を、固形分が15質量%となるように加えた。これにより表面層塗布液を得た。
Production Example 19 Production of Surface Layer Coating Solution B11
A polyoxymethylene homopolymer (trade name: Polyoxymethylene-Homopolymer, manufactured by Aldrich), HFIP (1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol) with a solid content of 15% by mass Added to be. Thus, a surface layer coating solution was obtained.

<製造例20:表面層塗布液B12の製造>
ポリブチレンテレフタレート(商品名:Polybutylene Terephthalate、アルドリッチ社製)に、固形分が15質量%となるように2−クロロフェノールを加え、表面層塗布液B12を得た。
Production Example 20 Production of Surface Layer Coating Solution B12
2-chlorophenol was added to polybutylene terephthalate (trade name: Polybutylene Terephthalate, manufactured by Aldrich) so that the solid content was 15% by mass, to obtain a surface layer coating solution B12.

<製造例21:導電性ゴム組成物C1の製造>
アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)(商品名:N230SV,JSR社製)100質量部に対し、表3の成分(1)の欄に示す、NBR以外の材料を加えて、50℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。これに、表3の成分(2)の欄に示す材料を添加した。次いで、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、導電性ゴム組成物C1を得た。以下、導電性ゴム組成物C1〜C9にそれぞれ使用した樹脂粒子を表4にまとめた。
Production Example 21 Production of Conductive Rubber Composition C1
A closed mixer adjusted to 50 ° C. by adding a material other than NBR shown in the column of component (1) of Table 3 to 100 parts by mass of acrylonitrile butadiene rubber (NBR) (trade name: N230SV, manufactured by JSR) And kneading for 15 minutes. To this, the materials shown in the column of component (2) in Table 3 were added. Next, the mixture was kneaded for 10 minutes with a two-roll mill cooled to a temperature of 25 ° C. to obtain a conductive rubber composition C1. Hereinafter, resin particles used for each of the conductive rubber compositions C1 to C9 are summarized in Table 4.

<製造例22〜28:導電性ゴム組成物C2〜C8の製造>
樹脂粒子をA2〜A8にそれぞれ変更した以外は製造例21と同様にして導電性ゴム組成物C2〜C8を得た。
<Production Examples 22 to 28: Production of Conductive Rubber Compositions C2 to C8>
Conductive rubber compositions C2 to C8 were obtained in the same manner as in Production Example 21 except that the resin particles were changed to A2 to A8, respectively.

<製造例29:導電性ゴム組成物C9の製造>
樹脂粒子A1に替えて、中実高分子量ポリエチレン粒子(商品名:ミペロンXM−221U、三井化学製、平均粒子径25μm)を用いた以外は製造例21と同様にして導電性ゴム組成物C9を得た。
Production Example 29 Production of Conductive Rubber Composition C9
A conductive rubber composition C9 is prepared in the same manner as in Production Example 21 except that solid high molecular weight polyethylene particles (trade name: Miperon XM-221U, made by Mitsui Chemicals, average particle size 25 μm) are used instead of the resin particles A1. Obtained.

<実施例1>
(導電性基体)
直径6mm、長さ252.5mmのステンレス鋼製の基体に、導電性加硫接着剤(商品名:メタロックU−20、東洋化学研究所製)を塗布し、温度80℃で30分間乾燥したものを導電性基体として使用した。
Example 1
(Conductive substrate)
A conductive vulcanized adhesive (trade name: Metalloc U-20, manufactured by Toyo Chemical Laboratory) was applied to a stainless steel substrate having a diameter of 6 mm and a length of 252.5 mm and dried at a temperature of 80 ° C. for 30 minutes Was used as a conductive substrate.

(導電性弾性層)
クロスヘッドを具備する押出成形装置を用いて、導電性基体を中心軸として、その周面を円筒状に導電性ゴム組成物C1で被覆した。導電性ゴム組成物の厚みは、1.75mmに調整した。
(Conductive elastic layer)
Using an extrusion molding apparatus equipped with a crosshead, the circumferential surface was cylindrically coated with the conductive rubber composition C1 with the conductive substrate as the central axis. The thickness of the conductive rubber composition was adjusted to 1.75 mm.

押出後のローラを、熱風炉にて160℃で1時間加硫した後、ゴム層の端部を除去してその長さを224.2mmとした。   The extruded roller was vulcanized at 160 ° C. for 1 hour in a hot air furnace, and then the end of the rubber layer was removed to a length of 224.2 mm.

・1次表面処理(円筒研磨)
得られたローラの外周面を、プランジカット式の円筒研磨機を用いて研磨した。研磨砥石としてビトリファイド砥石を用い、砥粒は緑色炭化珪素(GC)で粒度は100メッシュとした。この研磨の際のローラの回転数を350rpmとし、研磨砥石の回転数を2050rpmとした。切り込み速度を20mm/minとし、スパークアウト時間(切り込み0mmでの時間)を0秒と設定して研磨を行い、導電性弾性層を有する導電性ローラを作製した。導電性弾性層の厚みは、1.5mmに調整した。尚、このローラのクラウン量(中央部の外径と中央部から両端部方向へ各90mm離れた位置の外径の差の平均値)は120μmであった。
・ Primary surface treatment (cylindrical grinding)
The outer peripheral surface of the obtained roller was polished using a plunge-cut cylindrical polisher. A vitrified grindstone was used as a grinding stone, and the abrasive grains were green silicon carbide (GC) and the particle size was 100 mesh. The rotation speed of the roller at the time of this polishing was 350 rpm, and the rotation speed of the grinding wheel was 2050 rpm. Polishing was performed by setting the cutting speed to 20 mm / min and setting the spark out time (the time at a cutting of 0 mm) to 0 seconds, to fabricate a conductive roller having a conductive elastic layer. The thickness of the conductive elastic layer was adjusted to 1.5 mm. The crown amount of this roller (the average value of the difference between the outer diameter of the central portion and the outer diameter at a position 90 mm away from the central portion toward the both ends) was 120 μm.

・加熱処理
円筒研磨後のローラを、熱風炉を用いて、大気雰囲気下にて180℃で1時間、加熱処理を行い、樹脂粒子をさらに硬化させた。
Heat Treatment The cylindrically-polished roller was heat-treated at 180 ° C. for 1 hour in an air atmosphere using a hot air furnace to further cure the resin particles.

・2次表面処理(表面仕上げ研削)(テープ研磨)
図9に示す表面仕上げ研削装置を用い、得られたローラ(9b)を、1000rpmで回転させつつ、ラッピングフィルム(9a)で表面仕上げ研削して、導電性弾性ローラを得た。用いたラッピングフィルムは、研磨砥粒が9μmである「ラッピングフィルムWA砥粒#2000(商品名、三共理化学株式会社製)」であった。この際、円筒研磨機による研磨と表面仕上げ研削の研磨目は同じ方向にした。以後、円筒研磨機での研磨と表面仕上げ研削の向きが同じものを「順研磨」と称し、異なるものを「逆研磨」と称す。得られた導電性弾性ローラは、その表面に、ボウル形状の樹脂粒子の開口のエッジに由来する凸部と、ボウル形状の樹脂粒子の開口とその樹脂粒子の内壁とで規定される空隙を有する導電性弾性層を有していた。
・ Secondary surface treatment (surface finish grinding) (tape grinding)
Using the surface finish grinding apparatus shown in FIG. 9, the obtained roller (9b) was subjected to surface finish grinding with a wrapping film (9a) while rotating at 1000 rpm to obtain a conductive elastic roller. The lapping film used was “lapping film WA abrasive grain # 2000 (trade name, manufactured by Sankyo Riken Co., Ltd.)” having an abrasive grain size of 9 μm. At this time, the polishing eyes of the cylindrical polishing machine and the surface finish grinding were in the same direction. Hereinafter, the same direction of polishing in the cylindrical polishing machine and the direction of surface finish grinding will be referred to as "forward polishing" and different ones will be referred to as "reverse polishing". The obtained conductive elastic roller has, on its surface, a convex portion derived from the edge of the opening of the bowl-shaped resin particle, and a void defined by the opening of the bowl-shaped resin particle and the inner wall of the resin particle It had a conductive elastic layer.

(表面層)
得られた導電性弾性ローラに対して、表面層塗布液B1を1回ディッピング塗布した。なおディッピング塗布の条件としては、浸漬時間を5秒とし、また、表面層塗布液からの引き上げ速度は初期速度を20mm/s、最終速度を2mm/sとした。初期速度から最終速度に至る速度変化は時間に対し直線的に行った。
(Surface layer)
Surface layer coating liquid B1 was dip coated once on the obtained conductive elastic roller. In addition, as conditions for dipping application, the immersion time was 5 seconds, and the pulling speed from the surface layer coating liquid was 20 mm / s for the initial speed and 2 mm / s for the final speed. The velocity change from the initial velocity to the final velocity was linear with time.

表面層塗布液から引き上げた導電性弾性ローラを常温で30分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度80℃で1時間、更に温度160℃で1時間乾燥して帯電ローラを得た。こうして得た帯電ローラについて下記の評価を行った。   The conductive elastic roller pulled up from the surface layer coating solution was air dried at normal temperature for 30 minutes, and then dried with a hot air circulating dryer at a temperature of 80 ° C. for 1 hour and further at a temperature of 160 ° C. for 1 hour to obtain a charging roller. The following evaluation was performed about the charging roller obtained in this way.

<形状・物性評価>
(ボウル形状)
以下ボウル形状の説明において図2および図3を用いる。
<Shape and physical property evaluation>
(Bowl shape)
2 and 3 will be used in the following description of the bowl shape.

まず、帯電ローラの表面に、複数の凸部(2d)と、複数の凹部(2c)が存在することを確認する。   First, it is confirmed that the plurality of convex portions (2d) and the plurality of concave portions (2c) exist on the surface of the charging roller.

以下の方法にて測定を行う。帯電ローラの測定箇所の長手方向の位置は、中央と、中央から両端方向へ各20mm離れた位置、各40mm離れた位置、各60mm離れた位置、各80mm離れた位置、及び各100mm離れた位置の、合計11箇所である。この長手方向の11箇所のそれぞれについて、帯電ローラの周方向の6箇所(位相0°、60°、120°、180°、240°、及び300°)の合計66箇所を測定箇所とする。これらの測定箇所のそれぞれをコンフォーカル顕微鏡(商品名:オプティクスハイブリッド、レーザーテック株式会社製)にて観察する。   Measure according to the following method. The longitudinal position of the measurement point of the charging roller is the center, the position 20 mm away from the center, the position 40 mm apart, the position 60 mm apart, the position 80 mm apart, and the position 100 mm apart , A total of 11 places. A total of 66 points of six points (phase 0 °, 60 °, 120 °, 180 °, 240 °, and 300 °) in the circumferential direction of the charging roller are taken as measurement points for each of the 11 points in the longitudinal direction. Each of these measurement points is observed with a confocal microscope (trade name: Optics Hybrid, manufactured by Lasertec Corporation).

(凸頂点高さ)
上記測定箇所においてコンフォーカル顕微鏡で帯電ローラの表面の高さ像を測定した。観察条件は、対物レンズ50倍、画素数1024ピクセル、高さ分解能0.1μmとし、表面形状から取得した画像を2次曲面にて平面補正した。平面補正した画像に対し法線方向を高さ方向とした。平面補正した画像から高さプロファイルを抜き出し、平均化することで、測定箇所における帯電ローラ表面の高さ平均面(3a)とした。高さ平均面より高さプロファイルが高い部分と低い部分が隣接した箇所において、これら高い部分と低い部分をそれぞれ凸部(2d)と凹部(2c)とした(これら高い部分と低い部分の高さの値は、これらの間の境界において不連続である)。合計66箇所の測定箇所のそれぞれにおいて、凸部と凹部がそれぞれ1つ以上存在することを確認した。各測定箇所の像から、任意のボウル形状の樹脂粒子(201)を1つ選択し、そのボウル形状の樹脂粒子のエッジ(2h)由来の凸部(2d)の周辺の断面プロファイルを抜き出し、高さの平均面(3a)から最も遠くなる点を凸頂点(2e)とした。また、凸頂点(2e)から高さ平均面(3a)までの距離を凸頂点高さHo(3b)とした。凸頂点高さHoの値(平均値)は5.1μmであった。ただし、この値は、66個の測定箇所についてそれぞれ1つずつ凸頂点高さHoを求め、求めた合計66個のHoを平均した値である。
(Convex vertex height)
A height image of the surface of the charging roller was measured with a confocal microscope at the measurement point. The observation conditions were an objective lens 50 times, a pixel count of 1024 pixels, and a height resolution of 0.1 μm, and an image acquired from the surface shape was plane-corrected with a quadric surface. The normal direction was taken as the height direction with respect to the plane corrected image. The height profile is extracted from the plane-corrected image and averaged to obtain the height average surface (3a) of the charging roller surface at the measurement location. In the area where the height profile is higher and lower than the height average surface, these high and low parts are made convex (2d) and concave (2c) respectively (the height of these high and low parts) The values of are discontinuous at the boundaries between them). At each of the 66 measurement points in total, it was confirmed that one or more convex portions and concave portions were present. Select an arbitrary bowl-shaped resin particle (201) from the image of each measurement location, extract the cross-sectional profile around the convex part (2d) derived from the edge (2h) of the bowl-shaped resin particle, and select high The point furthest from the mean surface (3a) of the surface is taken as the convex vertex (2e). Further, the distance from the convex apex (2e) to the height average surface (3a) is taken as the convex apex height Ho (3b). The value (average value) of the convex vertex height Ho was 5.1 μm. However, this value is a value obtained by determining the convex vertex height Ho one by one for each of the 66 measurement points, and averaging the obtained 66 total Ho.

(空隙の存在)
凸頂点高さの測定において選択したボウル形状の樹脂粒子の凸頂点(2e)を通り、帯電ローラの回転軸に直交する断面を、集束イオンビーム加工観察装置(商品名:FB−2000C、日立製作所社製)を用いて、切り出した。このとき、導電性基体の回転中心(2g)が露出する深さまで切り出した。次いで、走査型電子顕微鏡(SEM)(商品名:S−4800、(株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、1000倍で、その断面画像を撮影した。なお、66個の凸頂点について1枚ずつ、合計66枚の断面画像を得た。
(Presence of a void)
Focused ion beam processing and observation apparatus (trade name: FB-2000C, Hitachi, Ltd.) A cross section perpendicular to the rotation axis of the charging roller passing through the convex apex (2e) of the bowl-shaped resin particle selected in the measurement of the convex apex height It cut out using the company make). At this time, it cut out to the depth which the rotation center (2g) of a conductive substrate exposed. Subsequently, the cross-sectional image was image | photographed by 1000 times using the scanning electron microscope (SEM) (brand name: S-4800, Hitachi High-Technologies company make). A total of 66 cross-sectional images were obtained, one for each of the 66 convex apexes.

合計66枚の断面画像の各々において、当該凸頂点を有するボウル形状粒子が、1つの開口2bと、当該開口のエッジ(2h)と、当該開口に連なる空隙(2a)とを有するか否かを観察した。   In each of a total of 66 cross-sectional images, whether or not the bowl-shaped particle having the convex apex has one opening 2b, an edge (2h) of the opening, and a gap (2a) connected to the opening I observed it.

(線分(2f)及び交点(3c)の規定)
前記断面画像において、前記凸頂点(2e)と帯電ローラの基体(1c)の回転中心(2g)を結んだ線分(2f)が、前記ボウル形状の樹脂粒子に塗布された表面層(1a)の表面と交差する点の中で、最も回転中心(2g)に近い点を交点(3c)とする。
(Specification of line segment (2f) and intersection point (3c))
In the cross-sectional image, a surface layer (1a) in which a line segment (2f) connecting the convex apex (2e) and the rotation center (2g) of the base of the charging roller (1c) is applied to the bowl-shaped resin particle. Of the points intersecting with the surface of, the point closest to the rotation center (2g) is taken as the intersection point (3c).

(線分(2f)が凹部(2c)の空間(2i)を通過することの規定)
前記合計66個の断面画像の各々において、空間(2i)を、線分(2f)が通過しているか否かを観察した。なお、線分(2f)が、ボウル形状の樹脂粒子に塗布された表面層(1a)の表面と交差しない場合、交点(3c)は存在せず、線分(2f)は当該空間を通過しない。
(A rule that the line segment (2f) passes through the space (2i) of the recess (2c))
In each of the total 66 cross-sectional images, it was observed whether the line segment (2f) passed through the space (2i). When the line segment (2f) does not intersect the surface of the surface layer (1a) applied to the bowl-shaped resin particle, the intersection point (3c) does not exist and the line segment (2f) does not pass through the space .

表5及び6に、空隙(2a)が存在しておりかつ線分(2f)が空間(2i)を通過していることが確認された断面画像の、全断面画像数(66個)に対する割合を%で示した。表中、当該割合は、「空隙の存在および線分2fの空間通過割合」の欄に示す。なお、空隙(2a)が存在していた場合、その空隙に対応して、一つの開口(2b)と、エッジ(2h)が存在していた。   In Tables 5 and 6, the ratio of the cross-sectional image in which the air gap (2a) exists and the line segment (2f) is confirmed to pass through the space (2i) to the total number of cross-sectional images (66) Is shown in%. In the table, the ratio is shown in the column of "presence of void and percentage of space passage of line segment 2f". In addition, when the space | gap (2a) existed, one opening (2b) and edge (2h) existed corresponding to the space | gap.

(凸頂点−凹表面距離PLと凸高さHoの比)
前記断面画像において、凸頂点(2e)と交点(3c)との間の距離PL(3d)を求めた。ただし、線分(2f)が、ボウル形状の樹脂粒子に塗布された表面層(1a)の表面と交差しない場合、これらの交点(3c)は存在しないので、PLは求まらない。求めることのできた距離PLの平均値は26.5μmであった。
(Ratio of convex apex-concave surface distance PL and convex height Ho)
In the cross-sectional image, the distance PL (3d) between the convex apex (2e) and the intersection (3c) was determined. However, if the line segment (2f) does not intersect the surface of the surface layer (1a) applied to the bowl-shaped resin particle, PL does not exist because these intersection points (3c) do not exist. The average value of the distances PL that could be determined was 26.5 μm.

Hoの平均値は5.1μmであったのでPL/Hoは5.2である。ここで「PL/Ho」は、Hoの平均値に対する、PLの平均値の比である。   Since the average value of Ho was 5.1 μm, PL / Ho is 5.2. Here, "PL / Ho" is a ratio of the average value of PL to the average value of Ho.

(表面層の膜厚)
表面層の断面を、鋭利なカミソリを使用して切り出し、デジタルマイクロスコープ(キーエンス製、商品名:VHX−5000)を使用し、1000倍で観察した。表面層の長手方向を均等に3分割した3箇所のそれぞれにおいて、円周方向を均等に3分割した3箇所の、計9箇所を測定箇所とした。360μm×240μmを1視野とし、1視野内の膜厚の最大値と最小値を測定した。1つの測定箇所の断面のそれぞれについて5視野測定し、合計45個の測定値を得た。45個の測定値のうち、最大値Tmaxは1.2μmであり、最小値Tminは1.0μmであり、膜厚が1μm以上5μm以下であることを確認した。45個の測定値の平均値は1.1μmであった。
(Film thickness of surface layer)
The cross section of the surface layer was cut out using a sharp razor and observed at 1000 times using a digital microscope (manufactured by Keyence, trade name: VHX-5000). In each of three places which divided the longitudinal direction of the surface layer into three equally, a total of nine places of three places which divided the circumferential direction into three equally were made into a measurement place. Taking 360 μm × 240 μm as one field of view, the maximum value and the minimum value of the film thickness in one field of view were measured. Five fields of view were measured for each of the cross sections of one measurement point, and a total of 45 measurements were obtained. Among the 45 measured values, it was confirmed that the maximum value T max was 1.2 μm, the minimum value T min was 1.0 μm, and the film thickness was 1 μm to 5 μm. The average of 45 measurements was 1.1 μm.

(表面層の体積抵抗率)
表面層の体積抵抗率は、原子間力顕微鏡(AFM)(商品名:Q−scope250、Quesant社)を用いて、導電性モードによって測定した。先ず、帯電ローラの表面層を、マニュピレーターを用いて幅2mm、長さ2mmのシートに切り出し、このシートの片面に白金蒸着を施した。次に白金蒸着を施した面に直流電源(商品名:6614C、Agilent社)を接続して電圧10Vを印加し、このシートのもう一方の面にはカンチレバーの自由端を接触させ、AFM本体を通して電流像を得た。
(Volume resistivity of surface layer)
The volume resistivity of the surface layer was measured by the conductivity mode using an atomic force microscope (AFM) (trade name: Q-scope 250, manufactured by Quesant). First, the surface layer of the charging roller was cut into a sheet 2 mm wide and 2 mm long using a manipulator, and platinum deposition was applied to one side of this sheet. Next, connect a DC power supply (trade name: 6614C, Agilent) to the platinum-deposited surface and apply a voltage of 10 V, contact the free end of the cantilever with the other surface of this sheet, and pass through the AFM body A current image was obtained.

この測定を、表面層の全体において無作為に選ばれた100箇所の表面において行った。得られた電流値の、低い方から10個の電流値の平均と、前記のように測定された表面層の膜厚の平均値(最大値Tmaxと最小値Tminとの平均値)とから「体積抵抗率」を算出した。体積抵抗率は、1.60×1016Ω・cmであった。なお、表5及び6の「表面層抵抗」の欄に体積抵抗率を示すが、これらの表においては、例えば「1.60×1016」を「1.60E+16」と表示する。 This measurement was performed on 100 randomly chosen surfaces throughout the surface layer. The average of the lower 10 current values of the obtained current value, and the average value of the film thickness of the surface layer measured as described above (average value of the maximum value T max and the minimum value T min ) The “volume resistivity” was calculated from The volume resistivity was 1.60 × 10 16 Ω · cm. Although showing a volume resistivity in the column of "surface layer resistance" in Table 5 and 6, in these tables, for example, "1.60 × 10 16" displays "1.60E + 16".

AFMを用いた測定の条件を以下に示す。
・測定モード:contact
・カンチレバー:CSC17
・測定範囲:10nm×10nm
・スキャンレイト:4Hz
・印加電圧:10V。
測定環境は温度23℃、相対湿度50%とした。
The conditions of measurement using AFM are shown below.
・ Measurement mode: contact
・ Cantilever: CSC17
・ Measurement range: 10 nm × 10 nm
・ Scan rate: 4 Hz
-Applied voltage: 10V.
The measurement environment was a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.

(チャージアップ量)
この評価は、製造した帯電ローラが前述したようなチャージアップ性能を有しているか否かを確認するものである。
(Charge up amount)
This evaluation is to confirm whether the manufactured charging roller has the charge-up performance as described above.

コロナ放電による帯電ローラの表面電位は、帯電量測定装置(商品名:DRA−2000L、(株)QEA製)を用いて測定した。具体的には、帯電量測定装置のコロナ放電器を、そのグリッド部と、帯電ローラの表面との間隙が1mmとなるように配置する。次いで、コロナ放電器に8kVの電圧を印加して放電を発生させて、帯電ローラの表面を帯電させ、放電終了後、10秒経過後の導電性部材の表面電位を測定する。コロナ放電処理の詳細については、後述する。
測定環境は温度23℃、相対湿度50%とした。
The surface potential of the charging roller due to corona discharge was measured using a charge amount measuring device (trade name: DRA-2000L, manufactured by QEA). Specifically, the corona discharger of the charge amount measuring device is disposed so that the gap between the grid portion and the surface of the charge roller is 1 mm. Then, a voltage of 8 kV is applied to the corona discharger to generate a discharge to charge the surface of the charging roller, and the surface potential of the conductive member after 10 seconds has elapsed after the discharge is measured. Details of the corona discharge treatment will be described later.
The measurement environment was a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.

さらに、長期使用後の表面層のチャージアップ特性の確認のために、後述する耐久評価後にも上記測定を行った。   Furthermore, in order to confirm the charge-up characteristic of the surface layer after long-term use, the above-mentioned measurement was performed also after endurance evaluation mentioned below.

(放射線崩壊型樹脂であるか否かの確認)
この評価は、表面層およびボウル形状の樹脂粒子が、放射線崩壊型の樹脂で形成されているか否かを判定するものである。放射線崩壊型の樹脂であることの確認は次のようにする。まず、コロナ放電に曝されていない、製造直後の帯電ローラから、表面層およびボウル形状の樹脂粒子をサンプリングし、それぞれの分子量をゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって測定する。次いで、後述する方法で、帯電ローラについて、コロナ放電処理を施した後、帯電ローラの表面層およびボウル形状の樹脂粒子を再びサンプリングし、GPCにて分子量を測定する。そして、コロナ放電照射の前後における分子量の差異から、表面層およびボウル形状の樹脂粒子が、放射線崩壊型であるか否かを判定する。以下、詳細に述べる。
(Confirmation of radiation disintegrating resin)
This evaluation is to determine whether or not the surface layer and the bowl-shaped resin particles are formed of a radiation-disintegrable resin. The confirmation of being a radiation-disintegrable resin is as follows. First, surface layer and bowl-shaped resin particles are sampled from a charge roller immediately after production which is not exposed to corona discharge, and the molecular weight of each is measured by gel permeation chromatography (GPC). Then, after corona discharge treatment is applied to the charging roller by a method described later, the surface layer of the charging roller and the bowl-shaped resin particles are sampled again, and the molecular weight is measured by GPC. Then, from the difference in molecular weight before and after corona discharge irradiation, it is determined whether or not the surface layer and the bowl-shaped resin particles are radiation-disintegrable. The details will be described below.

まず、製造直後の、コロナ放電に一度も曝されていない、帯電ローラの表面層およびボウル形状の樹脂粒子から、それぞれ5mgの試料を採取した。この試料を、トルエン、クロロベンゼン、テトラヒドロフラン(THF)、トリフルオロ酢酸、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール(HFIP)のうち、溶解しやすい溶媒を選択して、濃度が1質量%の試料溶液を調製した。なお、帯電ローラの表面層から採取した試料については、溶媒にクロロベンゼンを用いた。   First, 5 mg of each sample was collected from the surface layer of the charging roller and the bowl-shaped resin particles which were not exposed to corona discharge immediately after production. Select this solvent from among toluene, chlorobenzene, tetrahydrofuran (THF), trifluoroacetic acid, 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP), and a soluble solvent. A sample solution having a concentration of 1% by mass was prepared. In addition, chlorobenzene was used as a solvent about the sample extract | collected from the surface layer of the charging roller.

調製した試料溶液を用いて以下の条件にて重量平均分子量Mwを測定した。温度40℃のヒートチャンバー中でカラムを安定させ、この温度におけるカラムに溶離液として、試料の溶解に用いた溶媒を毎分1mLの流速で流した。この試料溶液の100μLをカラムに注入した。試料の分子量測定にあたっては、試料の有する分子量分布を、検量線の対数値とリテンションタイムとの関係から算出した。検量線は、数種の単分散ポリスチレン標準試料(商品名:TSKgel標準ポリスチレン「0005202」〜「0005211」、東ソー社製)により作成した。また、GPC装置には、GPCゲル浸透クロマトグラフ装置(商品名:HLC−8120、東ソー社製)、検出器には、示差屈折率検出器(商品名:RI−8020、東ソー社製)を用いた。カラムには、市販のポリスチレンゲルカラム(商品名:TSK−GEL SUPER HM−M、東ソー社製)を3本組み合わせて用いた。   The weight average molecular weight Mw was measured using the prepared sample solution under the following conditions. The column was stabilized in a heat chamber at a temperature of 40 ° C., and the solvent used for dissolving the sample was flowed at a flow rate of 1 mL per minute as an eluent to the column at this temperature. 100 μL of this sample solution was injected into the column. In measuring the molecular weight of the sample, the molecular weight distribution of the sample was calculated from the relationship between the logarithmic value of the calibration curve and the retention time. The calibration curve was prepared using several types of monodispersed polystyrene standard samples (trade name: TSKgel standard polystyrene "0005202" to "0005211", manufactured by Tosoh Corporation). In addition, GPC gel permeation chromatograph (trade name: HLC-8120, manufactured by Tosoh Corp.) is used as a GPC device, and a differential refractive index detector (trade name: RI-8020, manufactured by Tosoh Corp.) is used as a detector. It was. For the column, three commercially available polystyrene gel columns (trade name: TSK-GEL SUPER HM-M, manufactured by Tosoh Corporation) were used in combination.

続いて、後述のようにして帯電ローラをコロナ放電処理した。その後、帯電ローラから表面層およびボウル形状の樹脂粒子をはぎ取って質量を測定した後、コロナ放電前と同じ溶媒を用いて溶液とした。次いで、コロナ放電処理前と同様にしてGPC測定を行い、質量平均分子量Mwを測定した。   Subsequently, the charge roller was subjected to corona discharge treatment as described below. Thereafter, the surface layer and the bowl-shaped resin particles were peeled off from the charging roller to measure the mass, and then the same solvent as that before the corona discharge was used to make a solution. Next, GPC measurement was performed in the same manner as before the corona discharge treatment to measure the mass average molecular weight Mw.

コロナ放電処理前とコロナ放電処理後のMwが、増加した場合は、放射線架橋型であり、減少した場合は、放射線崩壊型とした。評価結果の表には、放射線崩壊型の場合は「〇」、放射線架橋型の場合は「×」と示した。   When Mw before corona discharge treatment and after corona discharge treatment increased, it was a radiation crosslinking type, and when it decreased, it was considered as a radiation decay type. In the table of the evaluation results, in the case of the radiation disintegrable type, "〇" and in the case of the radiation cross-linked type, as "x".

(コロナ放電処理)
コロナ放電処理は、春日電機(株)製のコロナ放電表面処理装置を用いて行った。実施環境はH/H環境(温度30℃、相対湿度80%の環境)であった。
(Corona discharge treatment)
The corona discharge treatment was performed using a corona discharge surface treatment apparatus manufactured by Kasuga Denki Co., Ltd. The working environment was a H / H environment (temperature 30 ° C., relative humidity 80% environment).

コロナ放電の詳細な方法を、図5を用いて説明する。帯電ローラ(5a)の両端部(5b)を支持部(5c)で固定した。次いで、アルミニウム製のコロナ電極(5d)の長手方向が、帯電ローラ(5a)の長手方向と平行になるよう、そしてコロナ電極(5d)の表面が帯電ローラ(5a)の表面に向くよう位置を調整した。コロナ電極(5d)の表面と帯電ローラ(5a)の表面との最近接部分の距離は1mmとした。支持部(5c)を毎分30回転の速度で回転させることで帯電ローラ(5a)を回転させ、電極(5d)側に電源(5e)から8KVを印加した状態を2時間継続した。   The detailed method of corona discharge is demonstrated using FIG. Both end portions (5b) of the charging roller (5a) were fixed by supporting portions (5c). Next, the longitudinal direction of the aluminum corona electrode (5d) is parallel to the longitudinal direction of the charging roller (5a), and the surface of the corona electrode (5d) faces the surface of the charging roller (5a). It was adjusted. The distance between the surface of the corona electrode (5d) and the surface of the charging roller (5a) was 1 mm. The charging roller (5a) was rotated by rotating the support portion (5c) at a speed of 30 rotations per minute, and a state where 8 KV was applied from the power source (5e) to the electrode (5d) side was continued for 2 hours.

<画像評価>
(放電光観察)
帯電ローラの表面層のチャージアップと、ボウル形状の樹脂粒子由来の表面形状によって、帯電ローラ表面の凸部からの強い放電が抑制されることを下記のようにして確認した。具体的には、まず、感光体を模したガラス板に帯電ローラ(5a)を接触させた状態で、接触していない方向(ガラスの裏面)から、放電光動画を取得した。次いで、放電光を観察した箇所と同じ個所の表面を撮影した動画を取得し、当該放電光動画と重ね合わせることで、凸部からの強い放電の挙動を観測した。具体的な手順を下記に示す。
<Image evaluation>
(Discharge light observation)
It was confirmed as follows that the strong discharge from the convex portion of the charging roller surface was suppressed by the charge-up of the surface layer of the charging roller and the surface shape derived from the bowl-shaped resin particle. Specifically, first, in a state in which the charging roller (5a) was in contact with a glass plate imitating a photosensitive member, a discharge light moving image was obtained from a direction (back surface of glass) not in contact. Subsequently, the moving image which image | photographed the surface of the same location as the location which observed discharge light was acquired, and the behavior of the strong discharge from a convex part was observed by overlapping with the said discharge light animation. The specific procedure is shown below.

まず、電子写真感光体を模した観察用ガラスを次のようにして作成した。ガラス板(縦300mm、横240mm、厚み4.5mm)の一方の表面上に厚さ5μmの酸化インジウム・スズ(ITO)膜を形成した。更に、ポリカーボネート(商品名:ユーピロンZ400、三菱ガス化学(株)製)100質量部を、クロロベンゼン650質量部/ジメトキシメタン150質量部の混合溶剤に溶解させ、電荷輸送層用塗布液を調製した。この電荷輸送層用塗布液を上記ITO膜が形成されたガラス板に浸漬塗布して塗膜を形成し、塗膜を30分間110℃で乾燥させることによって電荷輸送層を厚さ17μmに成膜したガラス板を作製した。   First, an observation glass imitating an electrophotographic photosensitive member was prepared as follows. An indium tin oxide (ITO) film having a thickness of 5 μm was formed on one surface of a glass plate (300 mm long, 240 mm wide, 4.5 mm thick). Furthermore, 100 parts by mass of polycarbonate (trade name: Iupilon Z400, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Ltd.) was dissolved in a mixed solvent of 650 parts by mass of chlorobenzene / 150 parts by mass of dimethoxymethane to prepare a coating liquid for charge transport layer. This charge transport layer coating solution is dip coated on the glass plate on which the ITO film is formed to form a coating film, and the coating film is dried at 110 ° C. for 30 minutes to form a charge transport layer having a thickness of 17 μm. A glass plate was prepared.

次いで、図6に示すように、上記成膜後のガラス板(6a)の前記ITO膜を形成した表面の側から、帯電ローラ(5a)を、一端で4.9N、両端で合計9.8Nのバネによる押し圧力で当接できるような工具を作成した。更に、ガラス板(6a)を、画像形成装置(Laserjet CP4525dn、HP社製)と同様のスピードで移動可能にした。   Then, as shown in FIG. 6, the charging roller (5a) is 4.9 N at one end and 9.8 N in total at both ends from the surface side of the glass plate (6 a) after the film formation on which the ITO film is formed. A tool was created that can be pressed by the pressure of the spring. Further, the glass plate (6a) was made movable at the same speed as the image forming apparatus (Laserjet CP4525dn, manufactured by HP).

上記ガラス板(6a)を電子写真感光体であると見做して、暗室において当接部下側(ガラス板(6a)の前記表面と反対側)から高速度ゲートを介して、高速度カメラを使用し、1mm四方の視野内で帯電ローラ(5a)の放電光を確認した。このとき、10倍の対物レンズを使用した。また、使用した高速度ゲートは「I.I.ユニットC9527−2(商品名、浜松ホトニクス(株)製)」であり、使用した高速度カメラは「FASTCAM−SA1.1(製品名、浜松ホトニクス(株)製)」であった。帯電ローラには、画像形成装置(商品名:Laserjet CP4525dn、HP社製)と同条件で電圧を印加した。   Considering the glass plate (6a) as an electrophotographic photosensitive member, a high-speed camera is placed in the dark room from the lower side of the contact portion (the side opposite to the surface of the glass plate (6a)) via a high-speed gate. The discharge light of the charging roller (5a) was confirmed within a 1 mm square field of view. At this time, a 10 × objective lens was used. The high speed gate used is “I.I. unit C9527-2 (trade name, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.)”, and the high speed camera used is “FASTCAM-SA1.1 (product name: Hamamatsu Photonics Co., Ltd.). A voltage was applied to the charging roller under the same conditions as in the image forming apparatus (trade name: Laserjet CP4525dn, manufactured by HP).

撮影の条件は、帯電ローラ(5a)に当接したガラス板を200mm/秒で動かしながら、−1200Vの電圧を印加し、高速度カメラのゲインは750、撮影速度は3000fpsとした。この条件で、約0.3秒間撮影を行い、放電光観察動画を出力した。撮影に際しては、適宜感度を調整し、撮影画像の明るさを調整した。   The shooting conditions were such that the voltage of -1200 V was applied while moving the glass plate in contact with the charging roller (5a) at 200 mm / sec, the gain of the high speed camera was 750, and the shooting speed was 3000 fps. Under this condition, imaging was performed for about 0.3 seconds, and a discharge light observation moving image was output. At the time of photographing, the sensitivity was appropriately adjusted to adjust the brightness of the photographed image.

次に、強い放電の発生する箇所を特定するために、上記放電光観察動画と重ね合わせるための表面観察動画を以下のようにして撮影した。最初に上記放電光観察動画の撮影開始位置まで、帯電ローラ(5a)と当接させた状態で観察用ガラスを移動させた。次に、上記放電光観察動画と同じ走査速度、走査距離で、観察用ガラスを動かしながら、表面観察動画の撮影を行った。撮影の条件は、高速度ゲートI.I.ユニットのゲインを500にし、治具の外部から照明を照射して明るさを補強した以外は、上記放電光の動画と同様である。このようにして、上記放電光観察動画と同じ位置の表面形状観察動画を得た。   Next, in order to identify a location where a strong discharge occurs, a surface observation moving image to be superimposed on the discharge light observation moving image was photographed as follows. First, the observation glass was moved in a state of being in contact with the charging roller (5a) up to the shooting start position of the discharge light observation moving image. Next, the surface observation moving image was photographed while moving the observation glass at the same scanning speed and scanning distance as the discharge light observation moving image. The shooting conditions are high speed gate I. I. The moving image is the same as the moving image of the discharge light except that the unit gain is set to 500 and illumination is applied from the outside of the jig to reinforce the brightness. Thus, a surface shape observation moving image at the same position as the discharge light observation moving image was obtained.

こうして得られた表面形状観察動画と、放電光観察動画を詳細に照らし合わせ、帯電ローラの表面において、凸部(2d)以外の箇所よりも強い放電が生じている凸部(2d)の個数を数えた。   The surface shape observation moving image thus obtained and the discharge light observation moving image are compared in detail, and on the surface of the charging roller, the number of convex portions (2d) in which a stronger discharge occurs than in the other portions than the convex portions (2d) I counted.

(白抜け画像の評価)
低濃度の印刷時においても、白抜け画像が発生しないことを下記のようにして確認した。
(Evaluation of whiteout image)
It was confirmed in the following manner that no white spot image was generated even at low density printing.

電子写真装置として、電子写真方式のレーザープリンタ(商品名:Laserjet CP4525dn、HP社製)を用意した。当該レーザープリンタ専用のトナーカートリッジに、製造した帯電ローラを装着し、温度23℃、相対湿度50%の環境下にて評価を行った。   An electrophotographic laser printer (trade name: Laserjet CP4525dn, manufactured by HP) was prepared as an electrophotographic apparatus. The manufactured charging roller was attached to a toner cartridge dedicated to the laser printer, and evaluation was performed under an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%.

評価画像として、600dpiの1ドット1スペース画像(感光ドラムの回転方向に直交する方向に幅1ドット、間隔1ドットの点を描く画像)を出力した。出力画像の、カラー反射濃度計(商品名:X−Rite500シリーズ:X−Rite社製)を用いて測定した画像濃度が0.20である場所を、デジタルマイクロスコープ(キーエンス製、商品名:VHX−5000)で観察した。2mm四方の領域を観察したときに、得られる観察画像内で、円状のドットが一部でも欠けている箇所を「欠け」、ドットがあるはずの場所にドットを形成できていない箇所を「消失」とし、その個数を数えた。2mm四方内に理論上576個のドットが描かれる。   As an evaluation image, an image of 1 dot and 1 space at 600 dpi (image in which dots having a width of 1 dot and an interval of 1 dot are drawn in the direction orthogonal to the rotation direction of the photosensitive drum) was output. A digital microscope (manufactured by Keyence, trade name: VHX) is a place where the image density of the output image is 0.20 measured using a color reflection densitometer (trade name: X-Rite 500 series: manufactured by X-Rite). It observed at -5000). When observing a 2 mm square area, in the observation image to be obtained, "notch" a portion where a circular dot is partially missing, or a position where dots can not be formed where a dot should be. It was considered as "disappeared" and the number was counted. Theoretically 576 dots are drawn within 2 mm square.

上記の評価を、帯電ローラを長手方向に5分割したときの5つの領域にて行い、これら欠けと消失の個数の各算術平均値を白抜け画像の評価値とした。   The above evaluation was performed in five areas when the charging roller was divided into five in the longitudinal direction, and the arithmetic mean value of the number of chips and disappearance was regarded as the evaluation value of the white spot image.

(耐久)
次に耐久試験を行い、帯電ローラの表面層のチャージアップ量の変化量を測定した。この試験では、放射線崩壊型樹脂が、放電に曝露されることによる変質によって、また付着物によって、低抵抗化が進まないことを確認する。耐久試験は上記白抜け画像の評価に用いたものと同様のプロセスカートリッジおよび電子写真装置を使用して、表面層の変質に対してより過酷であるH/H環境(温度30℃、相対湿度80%の環境)下で実施した。耐久試験は、2枚の画像を出力した後、感光ドラムの回転を完全に約3秒間停止させ、2枚の画像出力を再開するという間欠的な画像形成動作を繰り返して40000枚の電子写真画像を出力するものである。この際の出力画像は、サイズが4ポイントのアルファベットの「E」の文字が、A4サイズの紙の面積に対し被覆率が4%となるように印字されるような画像とした。
(Durable)
Next, an endurance test was conducted to measure the amount of change in the charge-up amount of the surface layer of the charging roller. In this test, it is confirmed that the resistance to radiation does not progress due to deterioration due to exposure to electric discharge and due to adhesion of the radiation disintegrating resin. The durability test uses a process cartridge and an electrophotographic apparatus similar to those used for the evaluation of the above-described whiteout image, and the H / H environment (temperature 30 ° C., relative humidity 80) that is more severe to the deterioration of the surface layer % Environment). In the endurance test, after outputting two images, the intermittent image forming operation of stopping the rotation of the photosensitive drum completely for about 3 seconds and resuming the output of two images is repeated to obtain 40,000 electrophotographic images. Output. The output image at this time is an image in which the letter “E” of the alphabet of 4 points in size is printed such that the coverage is 4% with respect to the area of A4 size paper.

耐久前のチャージアップ量の測定と同様の測定を、耐久後の帯電ローラに対して行い、耐久後のチャージアップ量を求め、耐久前のチャージアップ量との差分を測定した。   The same measurement as the measurement of the charge-up amount before the endurance was performed on the charge roller after the endurance, the charge-up amount after the endurance was determined, and the difference from the charge-up amount before the endurance was measured.

<実施例2〜26>
帯電ローラの製造条件を表5に示すように変更した。また、実施例4〜5、16〜17及び20〜21、ならびに実施例15及び19については、下に述べる変更も行った。それ以外は、それぞれ実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この際、すべての実施例において凸部(2d)と凹部(2c)が隣接した箇所が、合計66箇所の測定箇所の各点において1つ以上存在することを確認した。
Examples 2 to 26
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 5. The modifications described below were also made for Examples 4-5, 16-17 and 20-21, and Examples 15 and 19. The charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. Under the present circumstances, it confirmed that the location which convex part (2d) and recessed part (2c) adjoined in all the Examples has one or more in each point of a measurement location of a total of 66 places.

実施例4〜5、16〜17及び20〜21:
表面層塗布液の塗布後の乾燥手法を、常温で30分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度160℃で1時間行うという手法に変更した。
Examples 4-5, 16-17 and 20-21:
The drying method after application of the surface layer coating solution was changed to a method of air-drying at normal temperature for 30 minutes and then performing the method at a temperature of 160 ° C. for 1 hour with a hot air circulating dryer.

実施例15および19:
表面層塗布液の塗布後に、常温風乾及び熱風循環乾燥に替えて、紫外線照射を行った。紫外線照射の条件は、波長254nmの紫外線を積算光量が9000mJ/cmになるように照射した。紫外線照射装置としては低圧水銀ランプ(東芝ライテック株式会社製)を用いた。
Examples 15 and 19:
After the application of the surface layer coating solution, it was changed to normal temperature air drying and hot air circulation drying, and ultraviolet irradiation was performed. As the conditions for ultraviolet irradiation, ultraviolet light with a wavelength of 254 nm was irradiated so that the integrated light amount became 9000 mJ / cm 2 . A low pressure mercury lamp (manufactured by Toshiba Lightech Co., Ltd.) was used as the ultraviolet irradiation device.

<比較例1>
帯電ローラの製造条件を表6に示すように変更した。本例では、円筒研磨後の加熱処理及び表面仕上げ研削を行わなかった。それ以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面には中実のポリエチレン粒子由来の凸が存在し、凸頂点の下に空隙は存在しておらず、凸形状由来の強放電が発生し、白抜けが多かった。
Comparative Example 1
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 6. In this example, heat treatment and surface finish grinding after cylindrical grinding were not performed. A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. On the surface of this charging roller, there were convex portions derived from solid polyethylene particles, and there were no voids under the convex apexes, strong discharge from the convex shape was generated, and white spots were frequent.

<比較例2>
表面層塗布液を塗布せず、その後の乾燥工程も行わなかったこと以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラには表面層にチャージアップ可能な層が存在してないので、強放電が発生し、白抜けが多かった。
Comparative Example 2
A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the surface layer coating solution was not applied and the subsequent drying step was not performed. Since there was no chargeable layer on the surface layer of this charging roller, a strong discharge occurred and many white spots occurred.

<比較例3>
帯電ローラの製造条件を表6に示すように変更した。また、円筒研磨後の加熱処理手法を、180℃30分行う手法に変更した。それ以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。66枚の断面画像のうちの大半において、図10に示すように凸部(2d)が反った形状になっており、前述の線分(2f)は、空間(2i)を通過していなかった。強放電が発生し、白抜けが多かった。なお、本例については、PL/Hoの比を求めなかった。
Comparative Example 3
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 6. In addition, the heat treatment method after cylindrical polishing was changed to a method of performing at 180 ° C for 30 minutes. A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. In most of the 66 cross-sectional images, as shown in FIG. 10, the convex portion (2d) is curved, and the line segment (2f) does not pass through the space (2i). . A strong discharge occurred and there were many white spots. In the present example, the ratio PL / Ho was not determined.

<比較例4>
帯電ローラの製造条件を表6に示すように変更した。また、表面層塗布液の塗布後の表面層の乾燥手法を、常温で30分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度120℃で1時間行うという手法に変更した。それ以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面層の体積抵抗率は1.12×1015Ω・cmで低く、表面層がチャージアップせず凸部から強放電が発生し、白抜けが多かった。
Comparative Example 4
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 6. In addition, the method for drying the surface layer after application of the surface layer coating solution was changed to a method in which air drying was performed for 30 minutes at normal temperature, and then the method was performed for 1 hour at a temperature of 120 ° C. with a hot air circulation dryer. A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The volume resistivity of the surface layer of the charging roller was low at 1.12 × 10 15 Ω · cm, the surface layer was not charged up, strong discharge was generated from the convex portion, and white spots were many.

<比較例5>
帯電ローラの製造条件を表6に示すように変更した。また、表面層塗布液のディッピング塗布に際して浸漬時間を1秒とした。それ以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面層膜厚は0.1μmであり、表面層がチャージアップせず凸部から強放電が発生し、白抜けが多かった。
Comparative Example 5
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 6. In addition, the immersion time was 1 second in the dipping application of the surface layer coating solution. A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The film thickness of the surface layer of this charging roller was 0.1 μm, and the surface layer was not charged up, and a strong discharge was generated from the projections, resulting in many white spots.

<比較例6>
帯電ローラの製造条件を表6に示すように変更した。また、表面層塗布液のディッピング塗布に際して浸漬時間を24秒とした。それ以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの表面層膜厚は6.1μmと厚く、表面層がチャージアップ過剰となった。その結果放電光は観測されず、感光体の帯電不良を引き起こし、画像評価において評価用の画が出ず、ベタ黒の画が出てしまい評価できなかった。
Comparative Example 6
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 6. In addition, the immersion time was 24 seconds in the dipping application of the surface layer coating solution. A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The film thickness of the surface layer of the charging roller was as large as 6.1 μm, and the surface layer became overcharged. As a result, no discharge light was observed, causing charging failure of the photosensitive member, no image for evaluation was obtained in the image evaluation, and a solid black image was generated, which could not be evaluated.

<比較例7>
帯電ローラの製造条件を表6に示すように変更した。また、表面層塗布液の塗布後の表面層の乾燥手法を、常温で30分風乾した後、熱風循環乾燥機にて温度180℃で1時間行うという手法に変更した。それ以外は実施例1と同様にして帯電ローラを作製し、評価した。この帯電ローラの体積抵抗率は1.31×1018Ω・cmで、体積抵抗率が高すぎるため表面層がチャージアップ過剰となった。その結果放電光は観測されず、感光体の帯電不良を引き起こし、画像評価において評価用の画が出ず、ベタ黒の画が出てしまい評価できなかった。
Comparative Example 7
The manufacturing conditions of the charging roller were changed as shown in Table 6. In addition, the method for drying the surface layer after application of the surface layer coating solution was changed to a method in which air drying was performed for 30 minutes at normal temperature, and then the method was performed for 1 hour at a temperature of 180 ° C. with a hot air circulating dryer. A charging roller was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except for the above. The volume resistivity of this charging roller was 1.31 × 10 18 Ω · cm, and the surface layer was charged up excessively because the volume resistivity was too high. As a result, no discharge light was observed, causing charging failure of the photosensitive member, no image for evaluation was obtained in the image evaluation, and a solid black image was generated, which could not be evaluated.

1a:表面層
1b:弾性層
1c:基体
201:ボウル形状の樹脂粒子
2a: 空隙
2b:ボウル形状の樹脂粒子の開口
2c:凹部
2d:凸部
2e:凸部の頂点
2f:凸部の頂点と基体の回転中心を結ぶ直線
2g:基体の回転中心
2h:ボウル形状の樹脂粒子のエッジ
2i:凹部の空間
3a:帯電ローラ表面の高さ平均面
3b:凸頂点高さ
3c:線分(2f)が、凹部(2c)と交差する交点
1a: surface layer 1b: elastic layer 1c: base 201: bowl-shaped resin particle 2a: void 2b: opening 2c of bowl-shaped resin particle: recess 2d: projection 2e: apex of projection 2f: apex of projection and Straight line 2g connecting the rotation centers of the substrate: rotation center of the substrate 2h: edge 2i of resin particles of bowl shape: space of concave portions 3a: height average surface of charging roller surface 3b: convex apex height 3c: line segment (2f) The intersection point with the recess (2c)

Claims (9)

導電性の基体と、導電性の弾性層と、絶縁性の表面層をこの順で有する電子写真用の帯電部材であって、
該弾性層は、バインダーを含み、複数個のボウル形状の樹脂粒子を、該弾性層の該基体に対向する側とは反対側の面に保持してなり、
該ボウル形状の樹脂粒子は、開口と、該開口の周囲のエッジと、該開口に連なる空隙とを有し、該ボウル形状の樹脂粒子の各々は、該開口と該エッジとが、該弾性層の、該基体に対向する側とは反対側の面から露出するように該弾性層に保持されており、
該表面層の、該基体に対向する側とは反対側の表面は、該帯電部材の表面を構成し、
該帯電部材の表面は、該空隙に由来する複数個の凹部と、該エッジに由来する複数個の凸部とを有し、
該帯電部材の長手方向に直交し、かつ、該凸部の頂点を含む断面において、該頂点と該基体の回転中心とを結ぶ線分は、該凹部の空間を通り、
該表面層の体積抵抗率が、1.0×1016Ω・cm以上、1.0×1018Ω・cm以下であり、かつ、
該表面層の膜厚が、1μm以上、5μm以下である、ことを特徴とする電子写真用の帯電部材。
A charging member for electrophotography comprising a conductive substrate, a conductive elastic layer, and an insulating surface layer in this order,
The elastic layer contains a binder and holds a plurality of bowl-shaped resin particles on the surface of the elastic layer opposite to the side facing the substrate,
The bowl-shaped resin particle has an opening, an edge around the opening, and a void connected to the opening, and each of the bowl-shaped resin particles has the opening and the edge formed by the elastic layer. The elastic layer so as to be exposed from the side opposite to the side facing the substrate,
The surface of the surface layer opposite to the side facing the substrate constitutes the surface of the charging member,
The surface of the charging member has a plurality of recesses derived from the void and a plurality of projections derived from the edge,
In a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the charging member and including the apex of the projection, a line connecting the apex and the rotation center of the base passes through the space of the recess,
The volume resistivity of the surface layer is 1.0 × 10 16 Ω · cm or more and 1.0 × 10 18 Ω · cm or less, and
The charging member for electrophotography, wherein the film thickness of the surface layer is 1 μm or more and 5 μm or less.
前記凸部の頂点と前記基体の回転中心を結ぶ線分の、前記凹部の表面との交点から該凸部の頂点までの長さが、前記凸部の高さの2倍以上、10倍以下である、請求項1に記載の電子写真用の帯電部材。   The length from the point of intersection of the apex of the projection and the rotation center of the base with the surface of the recess to the apex of the projection is twice or more and 10 times or less the height of the projection The charging member for electrophotography according to claim 1. 前記凸部の高さが3μm以上、10μm以下である、請求項1または2に記載の電子写真用の帯電部材。   The charging member for electrophotography according to claim 1 or 2 whose height of said convex part is 3 micrometers or more and 10 micrometers or less. 前記表面層が、ポリオレフィン骨格を有する樹脂を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。   The charging member for electrophotography according to any one of claims 1 to 3, wherein the surface layer contains a resin having a polyolefin skeleton. 前記ポリオレフィン骨格がポリイソプレン骨格である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。   The charging member for electrophotography according to any one of claims 1 to 4, wherein the polyolefin skeleton is a polyisoprene skeleton. 前記表面層が、放射線崩壊型の樹脂を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。   The charging member for electrophotography according to any one of claims 1 to 4, wherein the surface layer contains a radiation-disintegrable resin. 前記ボウル形状の樹脂粒子が、放射線崩壊型の樹脂を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材。   The charging member for electrophotography according to any one of claims 1 to 6, wherein the bowl-shaped resin particles contain a radiation-disintegrable resin. 電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材を有することを特徴とする、プロセスカートリッジ。
A process cartridge detachably configured to a main body of an electrophotographic image forming apparatus,
A process cartridge comprising the charging member for electrophotography according to any one of claims 1 to 7.
電子写真感光体と、該電子写真感光体を帯電可能に配置された帯電部材と、を有する電子写真画像形成装置であって、
該帯電部材が、該請求項1〜7のいずれか一項に記載の電子写真用の帯電部材であることを特徴とする電子写真画像形成装置。
An electrophotographic image forming apparatus comprising: an electrophotographic photosensitive member; and a charging member disposed to charge the electrophotographic photosensitive member,
An electrophotographic image forming apparatus, wherein the charging member is the charging member for electrophotography according to any one of claims 1 to 7.
JP2018007395A 2018-01-19 2018-01-19 Charging members for electrophotographic, process cartridges and electrophotographic image forming equipment Expired - Fee Related JP7030537B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018007395A JP7030537B2 (en) 2018-01-19 2018-01-19 Charging members for electrophotographic, process cartridges and electrophotographic image forming equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018007395A JP7030537B2 (en) 2018-01-19 2018-01-19 Charging members for electrophotographic, process cartridges and electrophotographic image forming equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019124900A true JP2019124900A (en) 2019-07-25
JP7030537B2 JP7030537B2 (en) 2022-03-07

Family

ID=67398678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018007395A Expired - Fee Related JP7030537B2 (en) 2018-01-19 2018-01-19 Charging members for electrophotographic, process cartridges and electrophotographic image forming equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7030537B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021075371A1 (en) * 2019-10-18 2021-04-22 キヤノン株式会社 Conductive member, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic image forming device
CN115715383A (en) * 2020-07-20 2023-02-24 Nok株式会社 Conductive roller

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0616301A (en) * 1992-06-29 1994-01-25 Bridgestone Corp Method for coating surface of roller for copying machine
JP2003057902A (en) * 2001-08-20 2003-02-28 Canon Inc Zinc oxide fine particles for electrophotography
JP2011237470A (en) * 2010-04-30 2011-11-24 Canon Inc Charging member, process cartridge and electrophotographic device
US20130308982A1 (en) * 2011-02-04 2013-11-21 Omer Gila Charge rollers and apparatus including charge rollers
JP2014142506A (en) * 2013-01-24 2014-08-07 Canon Inc Process cartridge and electrophotographic device
JP2015068987A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 キヤノン株式会社 Electrophotographic conductive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2016188999A (en) * 2015-03-27 2016-11-04 キヤノン株式会社 Electrophotographic conductive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2016197235A (en) * 2015-04-03 2016-11-24 キヤノン株式会社 Electrophotographic member, manufacturing method of the same, process cartridge, and electrophotographic device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0616301A (en) * 1992-06-29 1994-01-25 Bridgestone Corp Method for coating surface of roller for copying machine
JP2003057902A (en) * 2001-08-20 2003-02-28 Canon Inc Zinc oxide fine particles for electrophotography
JP2011237470A (en) * 2010-04-30 2011-11-24 Canon Inc Charging member, process cartridge and electrophotographic device
US20130308982A1 (en) * 2011-02-04 2013-11-21 Omer Gila Charge rollers and apparatus including charge rollers
JP2014142506A (en) * 2013-01-24 2014-08-07 Canon Inc Process cartridge and electrophotographic device
JP2015068987A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 キヤノン株式会社 Electrophotographic conductive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2016188999A (en) * 2015-03-27 2016-11-04 キヤノン株式会社 Electrophotographic conductive member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP2016197235A (en) * 2015-04-03 2016-11-24 キヤノン株式会社 Electrophotographic member, manufacturing method of the same, process cartridge, and electrophotographic device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021075371A1 (en) * 2019-10-18 2021-04-22 キヤノン株式会社 Conductive member, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic image forming device
JP2021067945A (en) * 2019-10-18 2021-04-30 キヤノン株式会社 Conductive member, method for manufacturing the same, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
US11619890B2 (en) 2019-10-18 2023-04-04 Canon Kabushiki Kaisha Electro-conductive member, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
JP7612372B2 (en) 2019-10-18 2025-01-14 キヤノン株式会社 Conductive member, its manufacturing method, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
CN115715383A (en) * 2020-07-20 2023-02-24 Nok株式会社 Conductive roller

Also Published As

Publication number Publication date
JP7030537B2 (en) 2022-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105339848B (en) Image forming apparatus and handle box
JP7046571B2 (en) Process cartridges and electrophotographic equipment
JP6141481B2 (en) Electrophotographic member, manufacturing method thereof, process cartridge, and electrophotographic apparatus
CN108803280B (en) Charging member, electrophotographic process cartridge, and electrophotographic image forming apparatus
JP6157619B2 (en) Image forming apparatus and process cartridge
JP5451514B2 (en) Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
CN107430367B (en) Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
KR101445469B1 (en) Charging member, process cartridge, and electrophotographic device
JP6120698B2 (en) Process cartridge
JP6016838B2 (en) Electrophotographic roller member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP5774176B1 (en) Charging member, process cartridge, and electrophotographic apparatus
JP6732486B2 (en) Process cartridge
JP2019124900A (en) Electrophotographic charging member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP7154898B2 (en) Charging member, electrophotographic process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP4172168B2 (en) Image forming method
JP5793044B2 (en) Charging roller and charging device
JP6772008B2 (en) Electrograph members, their manufacturing methods, process cartridges and electrophotographic image forming devices
JP6946149B2 (en) Electrophotographic rollers, process cartridges and electrophotographic image forming equipment
JP7222708B2 (en) Electrophotographic roller, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus
JP7222677B2 (en) Charging member, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210817

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220125

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220222

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7030537

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees