JP2020098247A - Charging roller and method for manufacturing charging roller - Google Patents
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Abstract
【課題】帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な帯電ローラおよびその帯電ローラの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明の帯電ローラは、シャフト部材と基層と表面を形成する表層とを備え、前記表層は、本体粒子部と、当該本体粒子部の表面を被覆する、当該表層のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂を含む被膜と、を有する被膜粒子を含み、前記被膜粒子の少なくとも一部の粒子は、当該粒子の一部分が前記表層の表面から突出するように存在していることを特徴とする。また、本発明の帯電ローラの製造方法は、上記の帯電ローラを製造するための方法であって、前記表層を形成する工程の前に、前記被膜粒子を準備する工程を有し、前記表層を形成する工程において、前記被膜粒子を、当該表層を形成するためのバインダー樹脂を含有する原料に配合し、得られた原料を用いて前記表層を形成することを特徴とする。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charging roller capable of sufficiently improving the adhesiveness between a resin on the surface layer of the charging roller and particles, and a method for producing the charging roller. A charging roller of the present invention includes a shaft member, a base layer, and a surface layer that forms a surface, and the surface layer includes a main body particle portion and a binder resin for the surface layer that covers the surface of the main body particle portion. A coating film containing a resin of the same resin type, and at least a part of particles of the coating particles, wherein a part of the particles are present so as to protrude from the surface of the surface layer. To do. Further, the method for producing the charging roller of the present invention is a method for producing the above-mentioned charging roller, and has a step of preparing the coating particles before the step of forming the surface layer, In the forming step, the coated particles are mixed with a raw material containing a binder resin for forming the surface layer, and the obtained raw material is used to form the surface layer. [Selection diagram] Figure 2
Description
本発明は、帯電ローラ、および帯電ローラの製造方法に関する。 The present invention relates to a charging roller and a method for manufacturing the charging roller.
従来、複写機やプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式を用いた画像形成装置では、まず、感光体の表面を一様に帯電させ、この感光体に光学系から映像を投射して、光の当たった部分の帯電を消去することによって潜像を形成する静電潜像プロセスにより静電潜像を得、次いで、トナーの付着によるトナー像の形成、紙等の記録媒体へのトナー像の転写により、プリントする方法が採られている。
また、感光体(感光ドラム)の表面の帯電には、一般に帯電ローラが用いられており、具体的には、帯電ローラを感光体に当接させた際に形成される微小なギャップにおいて、電圧が印加された帯電ローラから感光体へ放電が起き、それにより感光体の表面が一様に帯電される。
Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile, first, the surface of a photoconductor is uniformly charged, and an image is projected from the optical system onto the photoconductor to expose it to light. An electrostatic latent image is obtained by an electrostatic latent image process that forms a latent image by erasing the electrostatic charge of the charged portion, and then the toner image is formed by the adhesion of toner and the toner image is transferred to a recording medium such as paper. , The method of printing is adopted.
A charging roller is generally used to charge the surface of the photoconductor (photosensitive drum). Specifically, in a minute gap formed when the charging roller is brought into contact with the photoconductor, a voltage is applied to a voltage. Discharge occurs from the charging roller to which the voltage is applied to the photoconductor, and the surface of the photoconductor is uniformly charged thereby.
ここで、帯電ローラは、感光体との微小なギャップを形成しやすくするために、その表面の層に粒子を含ませる場合があるが(例えば特許文献1参照)、帯電ローラが感光体に当接する毎に表層に含有される粒子に負荷が加わり続けることから、粒子が帯電ローラの表層から脱離しないように表層の樹脂と粒子との間に十分な接着が形成されることが求められている。 Here, the charging roller may include particles in its surface layer in order to facilitate formation of a minute gap with the photoreceptor (see, for example, Patent Document 1), but the charging roller contacts the photoreceptor. Since the load continues to be added to the particles contained in the surface layer each time they come into contact with each other, it is required that sufficient adhesion be formed between the resin on the surface layer and the particles so that the particles do not detach from the surface layer of the charging roller. There is.
そこで、本発明は、帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な、帯電ローラ、および帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な帯電ローラを得るための、帯電ローラの製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention is capable of sufficiently improving the adhesiveness between the resin and particles on the surface layer of the charging roller, and sufficiently improves the adhesiveness between the resin and particles on the surface layer of the charging roller and the charging roller. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a charging roller for obtaining a charging roller that can be improved.
本発明の帯電ローラは、シャフト部材と、当該シャフト部材の径方向外側に位置する基層と、当該基層の径方向外側に位置し、表面を形成する表層とを備える、帯電ローラであって、
前記表層は、本体粒子部と、当該本体粒子部の表面を被覆する、当該表層のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂を含む被膜と、を有する被膜粒子を含み、
前記被膜粒子の少なくとも一部の粒子は、当該粒子の一部分が前記表層の表面から突出するように存在していることを特徴とする。
本発明の帯電ローラによれば、帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることができる。
The charging roller of the present invention is a charging roller comprising a shaft member, a base layer positioned radially outside the shaft member, and a surface layer positioned radially outside the base layer and forming a surface,
The surface layer includes a main body particle portion, and a coating particle having a coating that covers the surface of the main body particle portion and that contains a resin of the same resin type as the binder resin of the surface layer,
At least a part of the particles of the coating particles are present so that a part of the particles protrude from the surface of the surface layer.
According to the charging roller of the present invention, the adhesiveness between the resin and the particles on the surface layer of the charging roller can be sufficiently improved.
本発明の帯電ローラでは、前記被膜粒子の前記本体粒子部は、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂およびフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも1種類の樹脂より形成されていることが好ましい。この構成によれば、被膜処理後も同様に粒子の性能を担保することができる。 In the charging roller of the present invention, the main body particle portion of the coating particles is made of at least one resin selected from the group consisting of acrylic resin, melamine resin, silicone resin, phenol resin, polyamide resin, polystyrene resin and fluororesin. It is preferably formed. According to this configuration, the performance of the particles can be similarly ensured even after the coating treatment.
本発明の帯電ローラでは、前記表層の厚さは、5〜30μmであることが好ましい。この構成によれば、被膜粒子を十分に保持しやすくするとともに、表層の表面から突出せず内部に内包される被膜粒子を低減させることができる。 In the charging roller of the present invention, the surface layer preferably has a thickness of 5 to 30 μm. According to this configuration, it is possible to easily hold the coated particles sufficiently, and it is possible to reduce the number of the coated particles that do not protrude from the surface of the surface layer and are included inside.
本発明の帯電ローラでは、前記表層の表面の面積に対する、前記被膜粒子のうち前記表層の表面から突出する被膜粒子の、前記帯電ローラの径方向から観た平面視での総面積の割合が、60%超であることが好ましい。この構成によれば、紙等の記録媒体にプリントした際に生じ得る、マイクロジッター(横スジ)を十分に低減することができる。 In the charging roller of the present invention, with respect to the surface area of the surface layer, the ratio of the total area of the coating particles protruding from the surface of the surface layer among the coating particles in a plan view viewed from the radial direction of the charging roller, It is preferably more than 60%. With this configuration, it is possible to sufficiently reduce the micro jitter (horizontal stripe) that may occur when printing is performed on a recording medium such as paper.
本発明の帯電ローラでは、前記被膜粒子の平均粒径は、3〜20μmであることが好ましい。この構成によれば、記録媒体にプリントした画像のマイクロジッターをより低減できるとともに、画質を向上させることができる。 In the charging roller of the present invention, the average particle size of the coating particles is preferably 3 to 20 μm. With this configuration, it is possible to further reduce the micro jitter of the image printed on the recording medium and improve the image quality.
本発明の帯電ローラの製造方法は、前記シャフト部材の径方向外側に前記基層を形成する工程と、当該基層の径方向外側に前記表層を形成する工程とを有する、上記の帯電ローラを製造するための、帯電ローラの製造方法であって、
前記表層を形成する工程の前に、前記被膜粒子を準備する工程を有し、
前記表層を形成する工程において、前記被膜粒子を、当該表層を形成するためのバインダー樹脂を含有する原料に配合し、得られた原料を用いて前記基層の径方向外側に当該表層を形成することを特徴とする。
本発明の帯電ローラの製造方法によれば、帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることができる。
The method for producing a charging roller of the present invention produces the above-described charging roller, which includes a step of forming the base layer radially outside the shaft member and a step of forming the surface layer radially outside the base layer. A method of manufacturing a charging roller for:
Before the step of forming the surface layer, has a step of preparing the coating particles,
In the step of forming the surface layer, the coating particles are mixed with a raw material containing a binder resin for forming the surface layer, and the obtained raw material is used to form the surface layer radially outside the base layer. Is characterized by.
According to the method of manufacturing the charging roller of the present invention, the adhesiveness between the resin and the particles on the surface layer of the charging roller can be sufficiently improved.
本発明によれば、帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な、帯電ローラ、および帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な帯電ローラを得るための、帯電ローラの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the adhesiveness between the resin and particles on the surface layer of the charging roller can be sufficiently improved, and the adhesiveness between the resin and particles on the surface layer of the charging roller is sufficiently improved. It is possible to provide a method of manufacturing a charging roller for obtaining a charging roller that can be improved.
以下に、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について例示説明する。
本実施形態の帯電ローラは、図1に示すような画像形成装置(例えばレーザープリンター)において用いることができ、図2の軸方向断面図に示すように、本実施形態の帯電ローラ1は、シャフト部材2と、当該シャフト部材2の径方向外側に位置する基層3と、当該基層3の径方向外側に位置し、帯電ローラ1の表面を形成する表層4とを備えている。
なお、本実施形態の帯電ローラ1は、シャフト部材2上に形成する層として基層3および表層4に限定されることはなく、基層3と表層4との間やシャフト部材2と基層3との間には、任意に、単層または複数層の他の層を形成することができる。
An embodiment of the present invention will be described below as an example with reference to the drawings.
The charging roller of this embodiment can be used in an image forming apparatus (for example, a laser printer) as shown in FIG. 1. As shown in the axial sectional view of FIG. 2, the charging roller 1 of this embodiment has a shaft. The
The charging roller 1 of the present embodiment is not limited to the base layer 3 and the surface layer 4 as the layers formed on the
また、本実施形態の帯電ローラ1において、図3に示すように、表層4は、本体粒子部5と、当該本体粒子部5の表面を被覆する、当該表層4のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂を含む被膜6と、を有する被膜粒子7を含み、また、当該被膜粒子7の少なくとも一部の粒子は、当該粒子の一部分が表層4の表面から突出するように存在している。このようにすることにより、被膜粒子7の被膜6が表層4のバインダー樹脂と同じ樹脂種であるので、被膜6とバインダー樹脂との親和性が向上し、それ故に、帯電ローラ1の表層4のバインダー樹脂と、被膜粒子7の表層4内に位置する部分(表層4内に埋まっている部分)と、の間の接着性を十分に向上させることができ、ひいては表層4から被膜粒子7の脱落を十分に抑制することができる。
In addition, in the charging roller 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the surface layer 4 is made of the same resin species as the binder resin of the surface layer 4 that covers the main
なお、「同じ樹脂種」とは、分子鎖中にそれぞれ同じ骨格を有し、分類上、同じグループに属する樹脂であることを意味し、例えば、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂およびフッ素樹脂というようなグループに属するもの同士をいう。
また、被膜粒子7は、1個以上の粒子からなる一定の分布を有するものである。また、「被膜粒子7の少なくとも一部の粒子は、当該粒子の一部分が表層4の表面から突出するように存在している」とは、被膜粒子7のうちの一部の粒子は、表層4の内部に完全に埋まった状態として存在することもあるが、被膜粒子7のうちの少なくとも一部の粒子は、表層4の内部に完全に埋まった状態として存在しないことを意味する。
The "same resin type" means that the resins have the same skeleton in the molecular chain and are, in terms of classification, resins belonging to the same group, for example, urethane resin, acrylic resin, melamine resin, silicone resin, They are those belonging to the group such as phenol resin, polyamide resin, polystyrene resin and fluororesin.
The coated particles 7 have a constant distribution of one or more particles. Further, “at least a part of the particles of the coated particles 7 are present so that a part of the particles protrudes from the surface of the surface layer 4 ”, a part of the particles of the coated particles 7 is a surface layer 4 There is a case where the particles are completely buried inside, but it means that at least a part of the particles of the coated particles 7 are not completely buried inside the surface layer 4.
ここで、本実施形態において、被膜粒子7は、上述のように被膜を有しているが、当該被膜により1個の被膜粒子7の本体粒子部の表面積の80%以上が覆われていることが好ましく、より好ましくは90%以上、さらに好ましくすべてである。
また、被膜粒子7の被膜6は、上述のように、表層4のバインダー樹脂と同じ樹脂種であれば特に限定されないが、その中でも、バインダー樹脂として好適に用いることができる樹脂である、ウレタン樹脂を含むことが好ましい。
また、被膜粒子7の被膜6の厚さは、特に限定されないが、例えば0.01〜3.0μmであることが好ましく、より好ましくは0.05〜1.0μmである。
さらに、被膜6には、表層4のバインダー樹脂とともに含有させることができる添加剤を配合させることができる。なお、被膜6は、表層4のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂を含む限り、被膜6中の当該樹脂以外の添加剤は表層4のバインダー樹脂以外の添加剤と同じであっても異なっていてもよい。ただし、被膜6は、樹脂としては、表層4のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂のみで形成されるのが好ましい。
Here, in the present embodiment, the coating particles 7 have a coating as described above, but 80% or more of the surface area of the main body particle portion of one coating particle 7 is covered with the coating. Is preferable, more preferably 90% or more, and further preferably all.
As described above, the coating 6 of the coating particles 7 is not particularly limited as long as it is the same resin type as the binder resin of the surface layer 4, but among them, a urethane resin that can be suitably used as the binder resin, urethane resin It is preferable to include.
The thickness of the coating 6 of the coating particles 7 is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 3.0 μm, and more preferably 0.05 to 1.0 μm.
Further, the film 6 may be blended with an additive that can be contained together with the binder resin of the surface layer 4. As long as the coating 6 contains a resin of the same resin type as the binder resin of the surface layer 4, the additives other than the resin in the coating 6 may be the same as or different from the additives other than the binder resin of the surface layer 4. Good. However, it is preferable that the film 6 is formed only of the resin of the same resin type as the binder resin of the surface layer 4.
本実施形態において、被膜粒子7の本体粒子部5は、特に限定されないが、略球形であり、アクリル樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリスチレン樹脂およびフッ素樹脂からなる群より選択される少なくとも1種類の樹脂より形成されていることが好ましい。これにより、被膜処理後も同様に粒子の性能を担保することができる。
また、被膜粒子7の本体粒子部5は、紙等の記録媒体にプリントした際の画質の観点から、アクリル樹脂より形成されることがより好ましい。
In the present embodiment, the
Further, the main
本実施形態において、被膜粒子7の平均粒径は、帯電ローラ1を感光体に当接させた際に微小なギャップを形成し、帯電ローラから感光体へ効果的に放電させる観点から、1〜30μmであることが好ましく、より好ましくは3〜20μmである。
なお、粒子の平均粒径とは、レーザー回折・散乱法によって求められる体積平均粒径(Mv)を意味している。また、粒子の平均粒径は、表層4に含まれる粒子が複数種類の粒子の混合よりなる場合(表層に含まれる粒子の粒径分布曲線の形状が多峰性である場合)には、当該複数種類の粒子が混合された状態で測定された平均粒径である。
In the present embodiment, the average particle diameter of the coating particles 7 is 1 to 1 from the viewpoint of forming a minute gap when the charging roller 1 is brought into contact with the photosensitive member and effectively discharging the charging roller 1 to the photosensitive member. The thickness is preferably 30 μm, more preferably 3 to 20 μm.
The average particle size of the particles means the volume average particle size (Mv) obtained by the laser diffraction/scattering method. Further, the average particle size of the particles is, when the particles contained in the surface layer 4 are a mixture of plural kinds of particles (when the shape of the particle size distribution curve of the particles contained in the surface layer is multimodal), It is an average particle diameter measured in a state where a plurality of types of particles are mixed.
本実施形態において、表層4に含有される被膜粒子7の含有量は、帯電ローラ1を感光体に当接させた際に微小なギャップを形成し、帯電ローラから感光体へ効果的に放電させる観点から、表層4に含まれるバインダー樹脂100質量部に対して、10〜200質量部であることが好ましく、より好ましくは50〜150質量部であり、さらに好ましくは90〜120質量部である。 In the present embodiment, the content of the coating particles 7 contained in the surface layer 4 forms a minute gap when the charging roller 1 is brought into contact with the photoconductor to effectively discharge the charge roller to the photoconductor. From the viewpoint, it is preferably 10 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass, and further preferably 90 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin contained in the surface layer 4.
ここで、本実施形態においては、表層4の表面の面積に対する、被膜粒子7のうち表層4の表面から突出する被膜粒子7の、帯電ローラ1の径方向から観た平面視での総面積の割合が、60%超であることが好ましく、より好ましくは70%以上である。このようにすることにより、紙等の記録媒体に印字した際に生じ得る、マイクロジッター(横スジ)を十分に低減することができる。具体的には、感光体を帯電させるために帯電ローラ1を感光体に接触させた際に、表層4の表面の多数の被膜粒子7が感光体の表面と当接して、帯電ローラ1と感光体の間に、多数の被膜粒子7で支持されて形成される微小なギャップ(隙間)を、表層4の全体に亘って均一に存在させやすい。そして、均一に存在する微小なギャップ(隙間)で、電圧が印加された帯電ローラ1から感光体へ均一に放電が起きるので、感光体の表面が均一に帯電されて、帯電ムラにより生じる得るマイクロジッター(横スジ)を十分に低減することができる。
なお、表層4の表面の面積に対する、被膜粒子7のうち表層4の表面から突出する被膜粒子7の、帯電ローラ1の径方向から観た平面視での総面積の割合は、85%以下であることが好ましい。
Here, in the present embodiment, the total area of the coating particles 7 of the coating particles 7 protruding from the surface of the surface layer 4 with respect to the surface area of the surface layer 4 in a plan view viewed from the radial direction of the charging roller 1. The proportion is preferably more than 60%, more preferably 70% or more. By doing so, it is possible to sufficiently reduce the micro jitter (horizontal stripe) that may occur when printing is performed on a recording medium such as paper. Specifically, when the charging roller 1 is brought into contact with the photosensitive member in order to charge the photosensitive member, a large number of coating particles 7 on the surface of the surface layer 4 come into contact with the surface of the photosensitive member, so that the charging roller 1 and the photosensitive roller are exposed. It is easy to make minute gaps (gap) formed by being supported by a large number of coated particles 7 uniformly between the body over the entire surface layer 4. Then, since the charging roller 1 to which the voltage is applied uniformly discharges the photoconductor to the photoconductor by the uniformly present minute gaps, the surface of the photoconductor is uniformly charged, which may be caused by uneven charging. Jitter (horizontal stripe) can be sufficiently reduced.
The ratio of the total area of the coating particles 7 of the coating particles 7 protruding from the surface of the surface layer 4 in the plan view viewed from the radial direction of the charging roller 1 to the surface area of the surface layer 4 is 85% or less. It is preferable to have.
本実施形態において、表層4の表面から突出する被膜粒子7の総面積は、レーザー顕微鏡により、表層4の軸方向中央、両側(表層4の両端より内側に25mm離れた位置)を撮影した3箇所の写真(1000倍)を用いて得る。具体的には、レーザー顕微鏡により撮影した写真(1000倍)を、画像処理ソフトを用いて、粒子として確認される部分が黒色となるように2値化処理し、当該黒色となった部分の総面積を算出し、3箇所の写真から得た総面積を算術平均することで表層4の表面から突出する被膜粒子7の総面積を得る。
また、表層4の表面の面積に対する、表層4の表面から突出する被膜粒子7の総面積の割合は、上記の方法で得た総面積を、写真(1000倍)の総撮影面積で除することにより得る。
なお、レーザー顕微鏡により撮影した写真(1000倍)で粒子として確認される部分とは、当該写真において、表層4の表面が平坦である部分よりも、突出して確認される部分である。また、被膜粒子7の被膜6も上記総面積に算出される。
In the present embodiment, the total area of the coating particles 7 protruding from the surface of the surface layer 4 is photographed by a laser microscope at the center in the axial direction of the surface layer 4, both sides (positions 25 mm inward from both ends of the surface layer 4). It is obtained by using the photograph (1000 times). Specifically, a photograph (1000 times) taken by a laser microscope was binarized using image processing software so that the portions confirmed as particles became black, and the total of the black portions were By calculating the area and arithmetically averaging the total areas obtained from the three photographs, the total area of the coating particles 7 protruding from the surface of the surface layer 4 is obtained.
Further, the ratio of the total area of the coating particles 7 protruding from the surface of the surface layer 4 to the surface area of the surface layer 4 is obtained by dividing the total area obtained by the above method by the total photographed area of the photograph (1000 times). Get by.
In addition, the part confirmed as particles in the photograph (1000 times) photographed by the laser microscope is the part which is confirmed to project more than the portion where the surface of the surface layer 4 is flat in the photograph. Further, the coating 6 of the coating particles 7 is also calculated as the above total area.
本実施形態において、上記のように、表層4の表面の面積に対する、被膜粒子7のうち表層4の表面から突出する被膜粒子7の、帯電ローラ1の径方向から観た平面視での総面積の割合を、60%超とする場合(以下、「粒子突出比率を60%超とする場合」とも称す)には、被膜粒子7の平均粒径は、3〜30μmであることが好ましく、より好ましくは3〜20μmである。被膜粒子7の平均粒径を3μm以上とすることにより、帯電ローラ1と感光体との間の微小なギャップの長さを適度にしつつ、微小なギャップを表層4上に十分均一に形成しやすくなりマイクロジッターをより低減できる。また、被膜粒子7の平均粒径を30μm以下とすることにより、帯電ローラ1から感光体への放電を適切に起こすことができ、白抜けと呼ばれる放電不良を抑制することができるので、画像解像度を効果的に確保することができる。 In the present embodiment, as described above, the total area of the coating particles 7 of the coating particles 7 protruding from the surface of the surface layer 4 in plan view as seen from the radial direction of the charging roller 1 with respect to the surface area of the surface layer 4. When the ratio is more than 60% (hereinafter, also referred to as “when the particle protrusion ratio is more than 60%”), the average particle size of the coated particles 7 is preferably 3 to 30 μm, and It is preferably 3 to 20 μm. By setting the average particle size of the coating particles 7 to 3 μm or more, it is easy to form a minute gap on the surface layer 4 sufficiently uniformly while the length of the minute gap between the charging roller 1 and the photoconductor is moderate. Therefore, the micro jitter can be further reduced. Further, by setting the average particle size of the coating particles 7 to 30 μm or less, the discharge from the charging roller 1 to the photoconductor can be appropriately generated, and the discharge failure called white spot can be suppressed. Can be effectively secured.
本実施形態において、粒子突出比率を60%超とする場合、被膜粒子7の含有量は、表層4に含まれるバインダー樹脂100質量部に対して、70〜160質量部であることが好ましく、より好ましくは90〜120質量部である。被膜粒子7の含有量を80質量部以上とすることにより、微小なギャップを帯電ローラ1の表層4全体に亘って均一に存在させやすくすることができ、当該含有量を160質量部以下とすることにより、帯電ローラ1を形成するための層形成用原料の保存安定性を確保しやすくなる。 In the present embodiment, when the particle protrusion ratio is more than 60%, the content of the coated particles 7 is preferably 70 to 160 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the binder resin contained in the surface layer 4, It is preferably 90 to 120 parts by mass. By setting the content of the coating particles 7 to 80 parts by mass or more, it is possible to easily make a minute gap uniformly exist over the entire surface layer 4 of the charging roller 1, and the content is set to 160 parts by mass or less. This makes it easier to secure the storage stability of the layer forming raw material for forming the charging roller 1.
ここで、本実施形態の帯電ローラ1において、表層4のうち上記被膜粒子7以外の部分を構成する層形成用原料としては、バインダー樹脂としてのウレタンアクリレートオリゴマーと、光重合開始剤と、導電剤とを含む、紫外線硬化型樹脂組成物を用いることができる。この層形成用原料には、本発明の目的を害しない限り、種々の添加剤を配合することができる。 Here, in the charging roller 1 of the present embodiment, as the layer-forming raw material constituting the surface layer 4 other than the coated particles 7, a urethane acrylate oligomer as a binder resin, a photopolymerization initiator, and a conductive agent are used. An ultraviolet curable resin composition containing Various additives may be added to the layer-forming raw material as long as the object of the present invention is not impaired.
上記層形成用原料に用いるウレタンアクリレートオリゴマーとしては、ポリオールとして、下記式(I)、
y≦0.6/x+0.01 ・・・ (I)
(式中、xはポリオールの水酸基価(mgKOH/g)であり、yはポリオールの総不飽和度(meq/g)である)を満足する高純度ポリオールを、単独で、または、他のポリオールとともに用いて合成され、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)を1つ以上有し、ウレタン結合(−NHCOO−)を複数有する化合物を用いることができる。
かかるウレタンアクリレートオリゴマーは、例えば、(i)高純度ポリオール単独または高純度ポリオールおよび他のポリオールの混合物と、ポリイソシアネートとから合成したウレタンプレポリマーに、水酸基を有するアクリレートを付加させたり、(ii)高純度ポリオール単独または高純度ポリオールおよび他のポリオールの混合物とポリイソシアネートとから合成したウレタンプレポリマーと、他のポリオールとポリイソシアネートとから合成したウレタンプレポリマーとの混合物に水酸基を有するアクリレートを付加させることで合成することができる。なお、ウレタンプレポリマーの合成に用いる高純度ポリオールは、例えば、ジエチル亜鉛、塩化鉄、金属ポルフィリン、複合金属シアン化物錯体、セシウム化合物等の触媒の存在下、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールおよびこれらにアルキレンオキシドを反応させて得られる化合物等の多価アルコールに、プロピレンオキシドやエチレンオキシド等のアルキレンオキシドを付加させて合成することができ、不飽和末端等のモノオール副生物が少なく、従来のポリオールに比べて高純度である。
As the urethane acrylate oligomer used as the layer forming raw material, a polyol represented by the following formula (I),
y≦0.6/x+0.01 (I)
(In the formula, x is a hydroxyl value (mgKOH/g) of the polyol, and y is a total degree of unsaturation (meq/g) of the polyol). synthesized using together have acryloyloxy groups (CH 2 = CHCOO-) one or more, it is possible to use a compound having a plurality of urethane bonds (-NHCOO-).
Such urethane acrylate oligomer is obtained by, for example, adding an acrylate having a hydroxyl group to a urethane prepolymer synthesized from (i) a high-purity polyol alone or a mixture of a high-purity polyol and another polyol, and polyisocyanate, (ii) An acrylate having a hydroxyl group is added to a urethane prepolymer synthesized from a high-purity polyol alone or a mixture of a high-purity polyol and another polyol, and a polyisocyanate, and a mixture of a urethane prepolymer synthesized from another polyol and a polyisocyanate. It can be synthesized. The high-purity polyol used for synthesizing the urethane prepolymer is, for example, diethyl zinc, iron chloride, metalloporphyrin, complex metal cyanide complex, or cesium compound in the presence of a catalyst such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, neopentyl. Polyhydric alcohols such as glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, and compounds obtained by reacting these with alkylene oxide can be synthesized by adding alkylene oxide such as propylene oxide or ethylene oxide to unsaturated polyhydric alcohol. It has less mono-ol by-products and higher purity than conventional polyols.
上記式(I)の関係を満たす高純度ポリオールを用いて合成したウレタンアクリレートオリゴマーを用いて紫外線照射により層を形成することで、圧縮残留歪を低減しつつ、帯電ローラ1の隣接部材に対する汚染性を低減することができる。かかる効果を得る観点から、上記高純度ポリオールの総不飽和度は、0.05meq/g以下であることが好ましく、0.025meq/g以下であることがより好ましく、0.01meq/g以下であることがさらに好ましい。 By forming a layer by ultraviolet irradiation using a urethane acrylate oligomer synthesized by using a high-purity polyol satisfying the relationship of the above formula (I), the residual compressive strain is reduced and the contamination property of the charging roller 1 to the adjacent member is reduced. Can be reduced. From the viewpoint of obtaining such effects, the total degree of unsaturation of the high-purity polyol is preferably 0.05 meq/g or less, more preferably 0.025 meq/g or less, and 0.01 meq/g or less. It is more preferable that there is.
上記ウレタンアクリレートオリゴマーの合成に用いる高純度ポリオールは、重量平均分子量(Mw)が1,000〜16,000であることが好ましい。高純度ポリオールの分子量を1,000以上とすることで、層の硬度を低く抑えて、良好な画像性を確保することができるものとなり、一方、16,000以下とすることで、圧縮残留歪の増大を抑えて、帯電ローラ1の変形に起因する画像不良の発生を抑制することができる。 The high-purity polyol used for the synthesis of the urethane acrylate oligomer preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 16,000. By setting the molecular weight of the high-purity polyol to 1,000 or more, the hardness of the layer can be suppressed to a low level and good image quality can be ensured. On the other hand, if it is 16,000 or less, the compression residual strain can be reduced. It is possible to suppress an increase in the image quality and to suppress the occurrence of image defects due to the deformation of the charging roller 1.
また、上記ウレタンアクリレートオリゴマーの合成において、上記高純度ポリオールとともに用いることができる他のポリオールは、水酸基(OH基)を複数有する化合物であり、かかるポリオールとして、具体的には、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、アルキレンオキサイド変性ポリブタジエンポリオールおよびポリイソプレンポリオール等が挙げられる。なお、上記ポリエーテルポリオールは、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン等の多価アルコールに、エチレンオキシドやプロピレンオキシド等のアルキレンオキサイドを付加させて得られる。また、上記ポリエステルポリオールは、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、プロピレングリコール、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン等の多価アルコールと、アジピン酸、グルタル酸、コハク酸、セバシン酸、ピメリン酸、スベリン酸等の多価カルボン酸とから得られる。これらポリオールは、1種単独で用いてもよいし、2種以上をブレンドして用いてもよい。 In the synthesis of the urethane acrylate oligomer, the other polyol that can be used together with the high-purity polyol is a compound having a plurality of hydroxyl groups (OH groups), and specific examples of the polyol include polyether polyol and polyester. Examples thereof include polyols, polybutadiene polyols, alkylene oxide-modified polybutadiene polyols and polyisoprene polyols. The polyether polyol can be obtained, for example, by adding an alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide to a polyhydric alcohol such as ethylene glycol, propylene glycol, or glycerin. Examples of the polyester polyol include polyhydric alcohols such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, propylene glycol, trimethylolethane, and trimethylolpropane, adipic acid, and glutaric acid. , Succinic acid, sebacic acid, pimelic acid, suberic acid, and other polycarboxylic acids. These polyols may be used alone or in a blend of two or more.
上記ウレタンアクリレートオリゴマーの合成において、上記高純度ポリオール(a1)とともに他のポリオール(a2)を使用する場合、高純度ポリオール(a1)と他のポリオール(a2)との質量比(a1/a2)は、100/0〜30/70の範囲にあることが好ましい。高純度ポリオール(a1)と他のポリオール(a2)との総量(a1+a2)に占める高純度ポリオール(a1)の割合を30質量%以上とすることで(すなわち、他のポリオール(a2)の割合を70質量%以下とすることで)、層の圧縮残留歪を低減しつつ、感光体等の隣接部材に対する汚染性を十分に低減することができる。 In the synthesis of the urethane acrylate oligomer, when another polyol (a2) is used together with the high purity polyol (a1), the mass ratio (a1/a2) of the high purity polyol (a1) and the other polyol (a2) is , 100/0 to 30/70 is preferable. By setting the proportion of the high-purity polyol (a1) in the total amount (a1+a2) of the high-purity polyol (a1) and the other polyol (a2) to 30% by mass or more (that is, the proportion of the other polyol (a2) is By setting the content to 70% by mass or less), it is possible to sufficiently reduce the stain resistance of the adjacent member such as the photoconductor while reducing the compressive residual strain of the layer.
上記ウレタンアクリレートオリゴマーの合成に用いることができるポリイソシアネートは、イソシアネート基(NCO基)を複数有する化合物であって、具体的には、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート(クルードMDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、水素添加トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)や、これらのイソシアヌレート変性物、カルボジイミド変性物、グリコール変性物等が挙げられる。これらポリイソシアネートは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上をブレンドして用いてもよい。 The polyisocyanate that can be used to synthesize the urethane acrylate oligomer is a compound having a plurality of isocyanate groups (NCO groups), and specifically, tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), and crude diphenylmethane diisocyanate. (Crude MDI), isophorone diisocyanate (IPDI), hydrogenated diphenylmethane diisocyanate, hydrogenated tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate (HDI), and isocyanurate modified products, carbodiimide modified products, glycol modified products thereof and the like. These polyisocyanates may be used alone or in combination of two or more.
上記ウレタンアクリレートオリゴマーの合成においては、ウレタン化反応用の触媒を用いることが好ましい。かかるウレタン化反応用触媒としては、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズチオカルボキシレート、ジブチルスズジマレエート、ジオクチルスズチオカルボキシレート、オクテン酸スズ、モノブチルスズオキシド等の有機スズ化合物;塩化第一スズ等の無機スズ化合物;オクテン酸鉛等の有機鉛化合物;トリエチルアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類;テトラメチルエチレンジアミン、テトラメチルプロパンジアミン、テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類;ペンタメチルジエチレントリアミン、ペンタメチルジプロピレントリアミン、テトラメチルグアニジン等のトリアミン類;トリエチレンジアミン、ジメチルピペラジン、メチルエチルピペラジン、メチルモルホリン、ジメチルアミノエチルモルホリン、ジメチルイミダゾール、ピリジン等の環状アミン類;ジメチルアミノエタノール、ジメチルアミノエトキシエタノール、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、メチルヒドロキシエチルピペラジン、ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類;ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル、エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類;p−トルエンスルホン酸、メタンスルホン酸、フルオロ硫酸等の有機スルホン酸;硫酸、リン酸、過塩素酸等の無機酸;ナトリウムアルコラート、水酸化リチウム、アルミニウムアルコラート、水酸化ナトリウム等の塩基類;テトラブチルチタネート、テトラエチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等のチタン化合物;ビスマス化合物;四級アンモニウム塩等が挙げられる。これら触媒の中でも、有機スズ
化合物が好ましい。これら触媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。上記触媒の使用量は、上記ポリオール100質量部に対して0.001〜2.0質量部の範囲が好ましい。
In the synthesis of the urethane acrylate oligomer, it is preferable to use a catalyst for urethanization reaction. Examples of the urethane-forming reaction catalyst include organic tin compounds such as dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin thiocarboxylate, tin octenoate, and monobutyltin oxide; stannous chloride and the like. Inorganic tin compounds; organic lead compounds such as lead octenoate; monoamines such as triethylamine, dimethylcyclohexylamine; diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, tetramethylhexanediamine; pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylene Triamines such as triamine and tetramethylguanidine; cyclic amines such as triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole and pyridine; dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethyl Alcohol amines such as ethanolamine, methylhydroxyethylpiperazine and hydroxyethylmorpholine; ether amines such as bis(dimethylaminoethyl) ether and ethylene glycol bis(dimethyl)aminopropyl ether; p-toluenesulfonic acid, methanesulfonic acid, Organic sulfonic acids such as fluorosulfuric acid; inorganic acids such as sulfuric acid, phosphoric acid, perchloric acid; bases such as sodium alcoholate, lithium hydroxide, aluminum alcoholate, sodium hydroxide; tetrabutyl titanate, tetraethyl titanate, tetraisopropyl titanate, etc. Titanium compounds; bismuth compounds; quaternary ammonium salts and the like. Among these catalysts, the organic tin compound is preferable. These catalysts may be used alone or in combination of two or more. The amount of the catalyst used is preferably 0.001 to 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol.
また、上記ウレタンアクリレートオリゴマーの合成に用いることができる水酸基を有するアクリレートは、水酸基を1つ以上有し、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)を1つ以上有する化合物である。かかる水酸基を有するアクリレートは、上記ウレタンプレポリマーのイソシアネート基に付加することができる。水酸基を有するアクリレートとしては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等が挙げられる。これら水酸基を有するアクリレートは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Furthermore, acrylates having a hydroxyl group that can be used in the synthesis of the urethane acrylate oligomer, a hydroxyl group and having 1 or more, a compound having one or more acryloyloxy groups (CH 2 = CHCOO-). The acrylate having a hydroxyl group can be added to the isocyanate group of the urethane prepolymer. Examples of the acrylate having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, pentaerythritol triacrylate and the like. These acrylates having a hydroxyl group may be used alone or in combination of two or more.
上記層形成用原料に用いる光重合開始剤は、紫外線を照射されることによって、上述したウレタンアクリレートオリゴマー、さらには後述するアクリレートモノマーの重合を開始させる作用を有する。かかる光重合開始剤としては、4−ジメチルアミノ安息香酸、4−ジメチルアミノ安息香酸エステル、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノンジエチルケタール、アルコキシアセトフェノン、ベンジルジメチルケタール、ベンゾフェノン3,3−ジメチル−4−メトキシベンゾフェノン、4,4−ジメトキシベンゾフェノンおよび4,4−ジアミノベンゾフェノン等のベンゾフェノン誘導体、ベンゾイル安息香酸アルキル、ビス(4−ジアルキルアミノフェニル)ケトン、ベンジルおよびベンジルメチルケタール等のベンジル誘導体、ベンゾインおよびベンゾインイソブチルエーテル等のベンゾイン誘導体、ベンゾインイソプロピルエーテル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、キサントン、チオキサントンおよびチオキサントン誘導体、フルオレン、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1,2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(モルホリノフェニル)−ブタノン−1等が挙げられる。これら光重合開始剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The photopolymerization initiator used as the raw material for forming the layer has a function of initiating the polymerization of the urethane acrylate oligomer described above and further the acrylate monomer described later by being irradiated with ultraviolet rays. As such a photopolymerization initiator, 4-dimethylaminobenzoic acid, 4-dimethylaminobenzoic acid ester, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, acetophenone diethyl ketal, alkoxyacetophenone, benzyldimethyl ketal, benzophenone 3,3- Benzophenone derivatives such as dimethyl-4-methoxybenzophenone, 4,4-dimethoxybenzophenone and 4,4-diaminobenzophenone, alkyl benzoylbenzoates, bis(4-dialkylaminophenyl)ketones, benzyl derivatives such as benzyl and benzylmethylketal, Benzoin derivatives such as benzoin and benzoin isobutyl ether, benzoin isopropyl ether, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, xanthone, thioxanthone and thioxanthone derivatives, fluorene, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenyl Phosphine oxide, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, 2-methyl-1-[4-( Methylthio)phenyl]-2-morpholinopropane-1,2-benzyl-2-dimethylamino-1-(morpholinophenyl)-butanone-1 and the like. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
上記層形成用原料として用いる導電剤は、弾性層に導電性を付与する作用を有する。かかる導電剤としては、紫外線を透過できるものが好ましく、イオン導電剤や透明な電子導電剤を用いることが好ましく、イオン導電剤を用いることが特に好ましい。イオン導電剤は、上記ウレタンアクリレートオリゴマーに溶解する上、透明性を有するため、導電剤としてイオン導電剤を用いた場合、シャフト部材上に層形成用原料を厚く塗布しても、紫外線が十分に塗膜内部まで到達し、層形成用原料を十分に硬化させることができる。ここで、イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、ドデシルトリメチルアンモニウム、ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム等の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、エチル硫酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩等のアンモニウム塩;リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ金属、アルカリ土類金属の過塩素酸塩、塩素酸塩、塩酸塩、臭素酸塩、ヨウ素酸塩、ホウフッ化水素酸塩、硫酸塩、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩等が挙げられる。また、透明な電子導電剤としては、ITO、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物の微粒子;ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の微粒子:導電性酸化チタンウィスカー、導電性チタン酸バリウムウィスカー等の導電性ウィスカー等が挙げられる。さらに、電子導電剤として、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等の導電性カーボン、SAF、ISAF、HAF、FEF、GPF、SRF、FT、MT等のゴム用カーボンブラック、酸化処理等を施したカラー用カーボンブラック、熱分解カーボンブラック、天然グラファイト、人造グラファイト等を使用してもよい。これら導電剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The conductive agent used as the layer forming raw material has a function of imparting conductivity to the elastic layer. As such a conductive agent, one that can transmit ultraviolet rays is preferable, an ionic conductive agent or a transparent electronic conductive agent is preferably used, and an ionic conductive agent is particularly preferably used. Since the ion conductive agent is transparent in addition to being dissolved in the urethane acrylate oligomer, when the ion conductive agent is used as the conductive agent, even if the layer forming raw material is applied thickly on the shaft member, the ultraviolet ray is sufficiently emitted. It is possible to reach the inside of the coating film and sufficiently cure the layer forming raw material. Here, as the ion conductive agent, perchlorates such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium, hexadecyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium and modified fatty acid dimethylethylammonium, chlorates, hydrochlorides, bromates Ammonium salts such as salts, iodates, borofluorides, sulfates, ethylsulfates, carboxylates and sulfonates; alkali metals such as lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium, and alkaline earth metals Perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodates, borofluorides, sulphates, trifluoromethyl sulphates, sulphonates and the like can be mentioned. Further, as the transparent electron conductive agent, fine particles of metal oxide such as ITO, tin oxide, titanium oxide, zinc oxide; fine particles of metal such as nickel, copper, silver, germanium: conductive titanium oxide whiskers, conductive titanium Examples thereof include conductive whiskers such as barium acid whiskers. Further, as an electronic conductive agent, conductive carbon such as Ketjen black and acetylene black, carbon black for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT and MT, carbon for color subjected to oxidation treatment, etc. Black, pyrolytic carbon black, natural graphite, artificial graphite, etc. may be used. These conductive agents may be used alone or in combination of two or more.
上記層形成用原料は、さらに、アクリレートモノマーを含むことが好ましい。アクリレートモノマーは、アクリロイルオキシ基(CH2=CHCOO−)を1つ以上有するモノマーであり、反応性希釈剤として作用し、すなわち、紫外線で硬化することに加え、層形成用原料の粘度を低下させることが可能である。アクリレートモノマーは、官能基数が1.0〜10であることが好ましく、1.0〜3.5であることがより好ましい。また、アクリレートモノマーは、分子量が100〜2000であることが好ましく、100〜1000であることがより好ましい。 The layer forming raw material preferably further contains an acrylate monomer. Acrylate monomer is a monomer having acryloyloxy groups (CH 2 = CHCOO-) 1 or more to act as a reactive diluent, i.e., in addition to curing by ultraviolet radiation, to lower the viscosity of the raw material for the layer formation It is possible. The number of functional groups of the acrylate monomer is preferably 1.0 to 10, and more preferably 1.0 to 3.5. The molecular weight of the acrylate monomer is preferably 100 to 2000, more preferably 100 to 1000.
上記アクリレートモノマーとしては、イソミリスチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、エチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソアミルアクリレート、グリシジルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、メトキシジプロピレングリコールアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等が挙げられる。これらアクリレートモノマーは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the acrylate monomer include isomyristyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, ethyl acrylate, isobutyl acrylate, n-butyl acrylate, isoamyl acrylate, glycidyl acrylate, butoxyethyl acrylate, ethoxydiethylene glycol acrylate, methoxydipropylene glycol acrylate, and phenoxyethyl acrylate. , 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, pentaerythritol triacrylate and the like. These acrylate monomers may be used alone or in combination of two or more.
上記層形成用原料において、ウレタンアクリレートオリゴマーとアクリレートモノマーとの質量比(ウレタンアクリレートオリゴマー/アクリレートモノマー)は、100/0〜10/90の範囲にあることが好ましい。ウレタンアクリレートオリゴマーとアクリレートモノマーとの総量に占めるウレタンアクリレートオリゴマーの割合を10質量%以上とすることで(すなわち、アクリレートモノマーの割合を90質量%以下とすることで)、帯電ローラ1に適した低硬度で低圧縮残留歪の基層3を得ることが可能である。 In the layer forming raw material, the mass ratio of the urethane acrylate oligomer and the acrylate monomer (urethane acrylate oligomer/acrylate monomer) is preferably in the range of 100/0 to 10/90. By setting the ratio of the urethane acrylate oligomer in the total amount of the urethane acrylate oligomer and the acrylate monomer to 10% by mass or more (that is, by setting the ratio of the acrylate monomer to 90% by mass or less), a low level suitable for the charging roller 1 can be obtained. It is possible to obtain the base layer 3 having hardness and low compressive residual strain.
また、上記層形成用原料における、光重合開始剤の配合量は、上記ウレタンアクリレートオリゴマーと上記アクリレートモノマーとの合計100質量部に対して、0.2〜5.0質量部の範囲が好ましい。光重合開始剤の配合量が0.2質量部以上とすることで、層形成用原料の紫外線硬化を開始させる効果を確実に得ることができ、一方、5.0質量部以下とすることで、圧縮残留歪等の物性の低下を抑制して、層形成用原料のコスト性を高めることができる。 The amount of the photopolymerization initiator compounded in the layer-forming raw material is preferably in the range of 0.2 to 5.0 parts by mass based on 100 parts by mass of the urethane acrylate oligomer and the acrylate monomer in total. By setting the amount of the photopolymerization initiator to be 0.2 parts by mass or more, the effect of initiating the ultraviolet curing of the layer forming raw material can be surely obtained, while by setting it to 5.0 parts by mass or less. In addition, it is possible to suppress deterioration of physical properties such as compression residual strain and improve the cost performance of the layer forming raw material.
さらに、上記層形成用原料における、導電剤の配合量は、上記ウレタンアクリレートオリゴマーと上記アクリレートモノマーとの合計100質量部に対して、0.1〜5.0質量部の範囲が好ましい。導電剤の配合量を0.1質量部以上とすることで、層の導電性を十分に確保して、帯電ローラ1に所望の導電性を付与することができ、一方、5.0質量部以下とすることで、層の導電性を適切に抑えて、圧縮残留歪等の物性の低下を抑制し、良好な画像を確保することができる。 Further, the compounding amount of the conductive agent in the layer forming raw material is preferably in the range of 0.1 to 5.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the urethane acrylate oligomer and the acrylate monomer. By setting the amount of the conductive agent to be 0.1 part by mass or more, the conductivity of the layer can be sufficiently ensured and the desired conductivity can be imparted to the charging roller 1, while 5.0 parts by mass can be provided. With the following, it is possible to appropriately suppress the conductivity of the layer, suppress deterioration of physical properties such as residual compression strain, and secure a good image.
また、上記層形成用原料には、さらに、重合禁止剤を、上記ウレタンアクリレートオリゴマーと上記アクリレートモノマーとの合計100質量部に対して0.001〜0.2質量部で添加してもよい。重合禁止剤を添加することで、紫外線照射前の熱重合を防止することができる。重合禁止剤としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエ−テル、p−メトキシフェノール、2,4−ジメチル−6−t−ブチルフェノール、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、ブチルヒドロキシアニソール、3−ヒドロキシチオフェノール、α−ニトロソ−β−ナフトール、p−ベンゾキノン、2,5−ジヒドロキシ−p−キノン等が挙げられる。 A polymerization inhibitor may be further added to the layer-forming raw material in an amount of 0.001 to 0.2 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of the urethane acrylate oligomer and the acrylate monomer. By adding a polymerization inhibitor, it is possible to prevent thermal polymerization before irradiation with ultraviolet rays. As the polymerization inhibitor, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, p-methoxyphenol, 2,4-dimethyl-6-t-butylphenol, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, butylhydroxyanisole, 3 -Hydroxythiophenol, α-nitroso-β-naphthol, p-benzoquinone, 2,5-dihydroxy-p-quinone and the like can be mentioned.
表層4の厚さは5〜30μmであることが好ましい。表層4の厚さが5μm以上であれば、被膜粒子7を十分に保持しやすくなり、一方、30μm以下であれば、表層4の表面から突出せず内部に内包される被膜粒子7を低減することができる。 The thickness of the surface layer 4 is preferably 5 to 30 μm. When the thickness of the surface layer 4 is 5 μm or more, the coated particles 7 can be easily held sufficiently, while when it is 30 μm or less, the number of the coated particles 7 that do not protrude from the surface of the surface layer 4 and are contained inside is reduced. be able to.
次に、図2において、シャフト部材2は、金属シャフト2Aと、その半径方向外側に配設された高剛性の樹脂基材2Bとからなるが、本実施形態の帯電ローラ1のシャフト部材2は、良好な導電性を有する限り特に制限はなく、金属シャフト2Aのみから構成されていてもよいし、高剛性の樹脂基材2Bのみから構成されていてもよいし、内部を中空にくりぬいた金属製または高剛性樹脂製の円筒体等であってもよい。
Next, in FIG. 2, the
なお、シャフト部材2に高剛性の樹脂を使用する場合、高剛性樹脂に導電剤を添加・分散させて、十分に導電性を確保することが好ましい。ここで、高剛性樹脂に分散させる導電剤としては、カーボンブラック粉末やグラファイト粉末、カーボンファイバー、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末等の粉末状導電剤が好ましい。これら導電剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。導電剤の配合量は、特に制限されるものではないが、高剛性樹脂の全体に対して5〜40質量%の範囲が好ましく、5〜20質量%の範囲がより好ましい。
When a highly rigid resin is used for the
上記金属シャフト2Aや金属製円筒体の材質としては、鉄、ステンレス、アルミニウム等が挙げられる。また、上記高剛性の樹脂基材2Bの材質としては、ポリアセタール、ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド12、ポリアミド4・6、ポリアミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド11、ポリアミドMXD6、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリエチレン、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。これらの中でも、ポリアセタール、ポリアミド6・6、ポリアミドMXD6、ポリアミド6・12、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートが好ましい。これら高剛性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the material of the
上記シャフト部材2が、金属シャフトまたはその外側に高剛性の樹脂基材を配設したシャフト部材である場合、金属シャフトの外径は、4.0〜8.0mmの範囲が好ましい。また、上記シャフト部材2が、金属シャフトの外側に高剛性の樹脂基材を配設したシャフト部材である場合、樹脂基材の外径は、10〜25mmの範囲が好ましい。なお、上記シャフト部材2に高剛性樹脂を使用することで、シャフト部材2の外径を大きくしても、シャフト部材2の質量の増加を抑制することができる。
When the
本実施形態の帯電ローラ1は、シャフト部材2の径方向外側に位置する基層3を備える。基層3を構成する層形成用原料としては、上記の表層4が含有する被膜粒子7を必須の成分としないこと以外は、表層4を構成するのと同様の層形成用原料を用いることができる。
The charging roller 1 according to the present embodiment includes a base layer 3 located radially outside the
上記層形成用原料により形成される基層3は、アスカーC硬度が30度〜70度であることが好ましい。ここで、アスカーC硬度は、高さ12.7mm、直径29mmの円柱状サンプルの平面部分を測定した際の値である。アスカーC硬度が30度以上であれば、帯電ローラ1として十分な硬度を確保することができ、一方、70度以下であれば、他のローラやブレードとの追従性が良好となる。 The Asker C hardness of the base layer 3 formed of the layer forming raw material is preferably 30 to 70 degrees. Here, the Asker C hardness is a value when a flat surface portion of a cylindrical sample having a height of 12.7 mm and a diameter of 29 mm is measured. If the Asker C hardness is 30 degrees or more, a sufficient hardness can be secured as the charging roller 1, while if it is 70 degrees or less, the followability with other rollers and blades is good.
また、基層3は、圧縮残留歪(圧縮永久歪)が3.0%以下であることが好ましい。ここで、圧縮残留歪は、JIS K 6262(1997)に準拠して測定でき、具体的には、高さ12.7mm、直径29mmの円柱状サンプルに対し、規定の熱処理条件(70℃で22時間)の下、サンプルを高さ方向に25%圧縮して求めることができる。基層3の圧縮残留歪が3.0%以下であると、帯電ローラ1表面に他部材による圧接痕が発生し難くなり、形成した画像にスジ状の画像不良が発生し難くなる。 In addition, the base layer 3 preferably has a residual compression set (compression set) of 3.0% or less. Here, the compressive residual strain can be measured according to JIS K 6262 (1997), and specifically, for a cylindrical sample having a height of 12.7 mm and a diameter of 29 mm, a specified heat treatment condition (22 at 70° C.) is used. Time), the sample can be obtained by compressing the sample in the height direction by 25%. If the compressive residual strain of the base layer 3 is 3.0% or less, pressure contact marks due to other members are less likely to occur on the surface of the charging roller 1 and streaky image defects are less likely to occur in the formed image.
さらに、基層3は、厚さが1〜3000μmであることが好ましい。基層3の厚さが1μm以上であれば、帯電ローラ1が十分な弾性を有するものとなり、一方、3000μm以下であれば、紫外線照射において基層3の深部まで紫外線が十分に到達し、層形成用原料を確実に紫外線硬化させることができ、高価格である紫外線硬化樹脂原料の使用量を少なくすることができる。 Further, the base layer 3 preferably has a thickness of 1 to 3000 μm. When the thickness of the base layer 3 is 1 μm or more, the charging roller 1 has sufficient elasticity. On the other hand, when the thickness is 3000 μm or less, the ultraviolet rays sufficiently reach the deep part of the base layer 3 upon irradiation with ultraviolet rays, and thus the layer forming layer is formed. The raw material can be surely ultraviolet-cured, and the amount of expensive ultraviolet-curable resin raw material used can be reduced.
さらにまた、基層3は、特に限定されるものではないが、体積固有抵抗率が104〜108Ω・cmであることが好ましい。ここで、基層3の抵抗率は、平板または円筒状の対極に、シャフト部材2上に基層3のみ形成したローラの外周面を所定圧力で押し当て、シャフト部材2と対極との間に100Vの電圧を印加し、その際の電流値から求めることができる。帯電ローラ1は、体積固有抵抗率が104〜108Ω・cmであることが好ましい。ここで、帯電ローラ1の抵抗率は、平板または円筒状の対極にローラの外周面を所定圧力で押し当て、シャフト部材2と対極との間に100Vの電圧を印加し、その際の電流値から求めることができる。
Furthermore, the base layer 3 is preferably, but not limited to, having a volume resistivity of 10 4 to 10 8 Ω·cm. Here, the resistivity of the base layer 3 is set to 100 V between the
また、本実施形態の帯電ローラ1においては、基層3を、ポリウレタンフォームにより形成することもできる。この場合、例えば、金属シャフト2Aの半径方向外側に、ポリウレタンフォームからなる基層3を直接担持させることができる。
Further, in the charging roller 1 of the present embodiment, the base layer 3 can be formed of polyurethane foam. In this case, for example, the base layer 3 made of polyurethane foam can be directly supported on the outer side in the radial direction of the
基層3を構成するポリウレタンフォームに用いるポリウレタン樹脂としては、従来公知の材料を適宜選択して用いることができ、特に制限されるものではない。また、ポリウレタンフォームの発泡倍率としては、特に制限されるものではないが、1.2〜50倍、特には1.5〜10倍程度が好ましく、フォーム密度は、0.1〜0.7g/cm3程度が好ましい。 As the polyurethane resin used for the polyurethane foam forming the base layer 3, conventionally known materials can be appropriately selected and used, and are not particularly limited. The foaming ratio of the polyurethane foam is not particularly limited, but is preferably 1.2 to 50 times, particularly preferably about 1.5 to 10 times, and the foam density is 0.1 to 0.7 g/ It is preferably about cm 3 .
基層3を構成するポリウレタンフォームには、導電剤を添加することができ、これにより、導電性を付与し、または調整して、所定の抵抗値とすることができる。かかる導電剤としては、特に限定されず、上述した紫外線硬化型樹脂に配合できるのと同様の導電剤を単独で、または、2種以上を混合して、適宜使用することができる。また、これら導電剤の配合量は、組成物の種類に応じて適宜選定され、通常、基層3の体積固有抵抗が前述の範囲となるように調整される。 A conductive agent can be added to the polyurethane foam constituting the base layer 3, whereby conductivity can be imparted or adjusted to a predetermined resistance value. The conductive agent is not particularly limited, and the same conductive agents that can be blended with the above-mentioned ultraviolet curable resin can be used alone or in combination of two or more kinds as appropriate. The amount of these conductive agents blended is appropriately selected according to the type of composition, and is usually adjusted so that the volume resistivity of the base layer 3 falls within the above range.
また、ポリウレタンフォームにより形成する場合、この基層3には、上記導電剤の他にも、必要に応じて、耐水化剤、湿潤剤、発泡剤、整泡剤、硬化剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、分散剤、チクソトロピー性付与剤、ブロッキング防止剤、架橋剤、成膜助剤等の公知の添加剤を適量配合することができる。
基層3の厚さとしては、1.0〜5.0mmであることが好ましく、1.0〜3.0mmであることがより好ましい。基層3の厚さを上記範囲とすることで、スパーク放電を防止することができる。
When formed of polyurethane foam, the base layer 3 may include, in addition to the above-mentioned conductive agent, a water-proofing agent, a wetting agent, a foaming agent, a foam stabilizer, a curing agent, a thickener, and a deodorant, if necessary. Known additives such as a foaming agent, a leveling agent, a dispersant, a thixotropy-imparting agent, an antiblocking agent, a cross-linking agent, and a film forming aid can be added in appropriate amounts.
The thickness of the base layer 3 is preferably 1.0 to 5.0 mm, more preferably 1.0 to 3.0 mm. By setting the thickness of the base layer 3 within the above range, spark discharge can be prevented.
なお、本実施形態の帯電ローラ1において、基層33と表層4との間に中間層を設ける場合のその材料については特に制限はなく、湿気硬化タイプの樹脂を使用してもよいし、アクリレートを含むオリゴマーにアクリロイルモルフォリンモノマーなどのアミド含有モノマーを配合した紫外線硬化タイプの樹脂を使用してもよい。 In addition, in the charging roller 1 of the present embodiment, the material for forming the intermediate layer between the base layer 33 and the surface layer 4 is not particularly limited, and a moisture curing type resin may be used, or an acrylate may be used. A UV curable resin in which an amide-containing monomer such as an acryloylmorpholine monomer is mixed with the contained oligomer may be used.
続いて、上述の実施形態の帯電ローラ1を製造するための、本発明の一実施形態に係る帯電ローラ1の製造方法について説明する。
本実施形態の帯電ローラ1の製造方法は、シャフト部材2の径方向外側に基層3を形成する工程と、基層3の径方向外側に表層4を形成する工程とを有する、上記の帯電ローラを製造するための、帯電ローラの製造方法である。そして、本実施形態の帯電ローラ1の製造方法では、表層4を形成する工程の前に、被膜粒子7を準備する工程を有しており、上記の表層4を形成する工程では、準備した被膜粒子7を、表層4を形成するためのバインダー樹脂を含有する原料に配合し、それを用いて基層3の径方向外側に表層4を形成する。
本実施形態において、上記の工程で帯電ローラ1を製造することにより、帯電ローラ1の表層4の樹脂と被膜粒子7との間の接着性を十分に向上させることができる。
Next, a method of manufacturing the charging roller 1 according to the embodiment of the present invention for manufacturing the charging roller 1 of the above-described embodiment will be described.
The method of manufacturing the charging roller 1 according to the present embodiment includes the step of forming the base layer 3 on the outer side of the
In the present embodiment, by manufacturing the charging roller 1 in the above steps, the adhesiveness between the resin of the surface layer 4 of the charging roller 1 and the coated particles 7 can be sufficiently improved.
ここで、被膜粒子7を準備する工程では、具体的には、表層4に含有させるための被覆前の被膜粒子7の本体粒子部5の表面に、表層4のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂で被膜6を形成して、被膜粒子7を準備する。
また、前述の層形成用原料により基層3を形成する場合、基層3を形成する工程では、シャフト部材2の外表面に上記層形成用原料を塗布した後、紫外線照射することにより基層3を形成することができる。また、表層4を形成する工程では、形成された基層3の表面に、被膜粒子7を配合させた前述の層形成用原料を塗布して、紫外線照射して表層4を形成することができる。
これら工程により、上述の実施形態の帯電ローラ1を容易に製造することができるので、大量の熱エネルギーを必要とせず、短時間で製造することが可能である。また、製造にキュアー炉等が不要であるため、多額の設備費用を必要としない。
なお、前述の層形成用原料をシャフト部材2の外表面または基層3の表面に塗布する方法としては、スプレー法、ロールコーター法、ディッピング法、ダイコート法等が挙げられる。また、紫外線照射に用いる光源としては、水銀灯、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等が挙げられる。紫外線照射の条件は、層形成用原料に含まれる成分、組成および塗布量等に応じて適宜選択され、照射強度や積算光量等を適宜調整すればよい。
Here, in the step of preparing the coating particles 7, specifically, a resin of the same resin type as the binder resin of the surface layer 4 is formed on the surface of the
When the base layer 3 is formed from the above-mentioned layer forming raw material, in the step of forming the base layer 3, the base layer 3 is formed by applying the above layer forming raw material to the outer surface of the
By these steps, the charging roller 1 of the above-described embodiment can be easily manufactured, so that it is possible to manufacture the charging roller 1 in a short time without requiring a large amount of heat energy. Moreover, since a curing furnace or the like is unnecessary for manufacturing, a large amount of equipment cost is not required.
Examples of the method of applying the above-mentioned layer forming raw material to the outer surface of the
なお、本実施形態の帯電ローラ1の製造方法において、ポリウレタンフォームにより基層3を形成する場合、基層3を形成する工程では、基層3を、シャフト部材2の外周に、円筒状モールドを用いた型成形等によりポリウレタンフォームを担持させて形成することができる。
In the method for manufacturing the charging roller 1 of the present embodiment, when the base layer 3 is formed of polyurethane foam, in the step of forming the base layer 3, the base layer 3 is formed on the outer periphery of the
次いで、図1に、上述の実施形態の帯電ローラ1を備える画像形成装置の一例の概略図を示す。
図示する画像形成装置は、静電潜像を保持する感光体10と、感光体10の近傍(図では上方)に位置して感光体10を帯電させるための帯電ローラ1と、トナー11を供給するためのトナー供給ローラ12と、トナー供給ローラ12と感光体10との間に配置された現像ローラ13と、現像ローラ13の近傍(図では上方)に設けられた成層ブレード14と、感光体10の近傍(図では下方)に位置する転写ローラ15と、感光体10に隣接して配置されたクリーニングローラ16とを備えている。なお、図示する画像形成装置は、さらに、画像形成装置に通常用いられる公知の部品(図示せず)を備えることができる。
Next, FIG. 1 shows a schematic view of an example of an image forming apparatus including the charging roller 1 of the above-described embodiment.
The illustrated image forming apparatus supplies a
図示する画像形成装置においては、まず、感光体10に帯電ローラ1を当接させて、感光体10と帯電ローラ1との間に電圧を印加し、感光体10を一定電位に帯電させた後、露光機(図示せず)により静電潜像を感光体10上に形成する。次に、感光体10と、トナー供給ローラ12と、現像ローラ13とが、図中の矢印方向に回転することで、トナー供給ローラ12上のトナー11が現像ローラ13を経て感光体10に送られる。現像ローラ13上のトナー11は、成層ブレード14により、均一な薄層に整えられ、現像ローラ13と感光体10とが接触しながら回転することにより、トナーが現像ローラ13から感光体10の静電潜像に付着して、潜像が可視化される。潜像に付着したトナーは、転写ローラ15で紙等の記録媒体に転写され、転写後に感光体10上に残留するトナーは、クリーニングローラ16によって除去される。
In the illustrated image forming apparatus, first, the charging roller 1 is brought into contact with the
以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明の帯電ローラおよび帯電ローラの製造方法は、上記の例に限定されることは無く、本発明の帯電ローラおよび帯電ローラの製造方法には、適宜変更を加えることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the charging roller and the method for manufacturing the charging roller of the present invention are not limited to the above examples, and the charging roller and the charging roller of the present invention are not limited thereto. The manufacturing method can be appropriately modified.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
まず、実施例・比較例の帯電ローラの製造のために用いた材料を説明する。
(ウレタンアクリレートオリゴマー)
2官能で分子量4,000の高純度ポリオール(プレミノールS−X4004、旭硝子(株)製、PO鎖からなるポリオール、水酸基価=27.9mgKOH/g、総不飽和度=0.007meq/g、式(I)の右辺(0.6/x+0.01)=0.03)100質量部、イソホロンジイソシアネート8.29質量部(イソシアネート基/ポリオールの水酸基=3/2=1.50(モル比))、およびジブチルスズジラウレート0.01質量部を加温撹拌混合しながら、70℃で2時間反応させて、分子鎖の両末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーを合成した。さらに、このウレタンプレポリマー100質量部に2−ヒドロキシエチルアクリレート(HEA)2.88質量部を撹拌混合し、70℃で2時間反応させて、分子量が9,000のウレタンアクリレートオリゴマーを合成した。得られたウレタンアクリレートオリゴマーは、B型粘度計で測定した25℃での粘度が80,000mPas/secであった。
First, the materials used for manufacturing the charging rollers of Examples and Comparative Examples will be described.
(Urethane acrylate oligomer)
Bifunctional, high-purity polyol with a molecular weight of 4,000 (Preminol S-X4004, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd., polyol consisting of PO chains, hydroxyl value = 27.9 mgKOH/g, total unsaturation = 0.007 meq/g, formula Right part of (I) (0.6/x+0.01)=0.03) 100 parts by mass, isophorone diisocyanate 8.29 parts by mass (isocyanate group/hydroxyl group of polyol=3/2=1.50 (molar ratio)) And 0.01 part by mass of dibutyltin dilaurate were heated and stirred to react at 70° C. for 2 hours to synthesize a urethane prepolymer having isocyanate groups at both ends of the molecular chain. Further, 2.88 parts by mass of 2-hydroxyethyl acrylate (HEA) was stirred and mixed with 100 parts by mass of this urethane prepolymer and reacted at 70° C. for 2 hours to synthesize a urethane acrylate oligomer having a molecular weight of 9,000. The obtained urethane acrylate oligomer had a viscosity of 80,000 mPas/sec at 25° C. measured by a B-type viscometer.
(光重合開始剤)
IRGACURE 819(BASFジャパン(株)製)
(Photopolymerization initiator)
IRGACURE 819 (manufactured by BASF Japan Ltd.)
(導電剤)
・導電剤(i):カリウム金属イオン
・導電剤(ii):ケッチェンブラック(花王(株)製)
(Conductive agent)
Conductive agent (i): Potassium metal ion Conductive agent (ii): Ketjen Black (manufactured by Kao Corporation)
続いて、実施例・比較例の帯電ローラの製造方法を説明する。
(実施例および比較例)
外径6.0mmの金属シャフト上の外表面に、上記のウレタンアクリレートオリゴマー100質量部に対し、光重合開始剤3質量部と、上記の導電剤(i)3質量部とを配合して得られた層形成用原料をダイコーターにより厚さ1500μmで塗布し、塗布しながらスポットUV照射により硬化して、基層を形成した。このようにして得られた基層形成済みローラに対し、さらに、窒素雰囲気下で回転させながら、UV照射強度700mW/cm2で5秒間UV照射した。
次いで、上記のウレタンアクリレートオリゴマー100質量部に対し、上記の光重合開始剤3質量部と、上記の導電剤(ii)3質量部と、表1に示す、予め準備した種類・含有量の粒子と、を配合して層形成用原料を得、そして、得られた層形成用原料を上記で得た基層形成済みローラの表面にロールコーターにて塗布し、UV照射して、厚さ15μmにて表層を形成し、各実施例および比較例の供試ローラを得た。各供試ローラについて、以下に従い評価を行った結果を、下記の表1に示す。
Next, a method of manufacturing the charging roller of each of Examples and Comparative Examples will be described.
(Examples and comparative examples)
Obtained by blending 3 parts by mass of the photopolymerization initiator and 3 parts by mass of the conductive agent (i) with respect to 100 parts by mass of the urethane acrylate oligomer on the outer surface of the metal shaft having an outer diameter of 6.0 mm. The layer forming raw material thus obtained was applied to a thickness of 1500 μm by a die coater and cured by spot UV irradiation while applying to form a base layer. The base layer-formed roller thus obtained was further irradiated with UV at a UV irradiation intensity of 700 mW/cm 2 for 5 seconds while rotating in a nitrogen atmosphere.
Next, with respect to 100 parts by mass of the urethane acrylate oligomer, 3 parts by mass of the photopolymerization initiator, 3 parts by mass of the conductive agent (ii), and particles of the type and content prepared in advance shown in Table 1. And are mixed to obtain a layer-forming raw material, and the obtained layer-forming raw material is applied to the surface of the base layer-formed roller obtained above by a roll coater and irradiated with UV to have a thickness of 15 μm. A surface layer was formed by using the above to obtain test rollers of each Example and Comparative Example. Table 1 below shows the results of evaluation of each of the test rollers according to the following.
次いで、実施例・比較例の帯電ローラの評価方法を説明する。
(接着性)
各供試ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を次の方法で測定した。各供試ローラを温度35℃、湿度80%の環境下に24時間放置後、電子写真装置に帯電ローラとして組み込んだ。1万枚印字した後のローラの、軸方向中央の表面と、両端部から25mm位置の表面の3か所をレーザー顕微鏡(1000倍)にて、粒子の脱落有無を観察し、下記の基準で評価した。
得られた結果について、下記の基準に従い、接着性の評価を行った。結果を表1に示す。
○:脱落無
×:脱落有(一か所でも脱落あれば×)
Next, a method of evaluating the charging roller of each of Examples and Comparative Examples will be described.
(Adhesiveness)
The adhesion between the resin and particles on the surface layer of each test roller was measured by the following method. After each test roller was left in an environment of a temperature of 35° C. and a humidity of 80% for 24 hours, it was incorporated into an electrophotographic apparatus as a charging roller. After printing 10,000 sheets, the surface of the roller at the center in the axial direction and the surface at a position of 25 mm from both ends were observed with a laser microscope (1000 times) for the presence or absence of particles, and the following criteria were used. evaluated.
The obtained results were evaluated for adhesiveness according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
○: No dropout ×: Dropped (If even one place is dropped ×)
(マイクロジッター)
各供試ローラを帯電ローラとしてカートリッジに取付けて、それを温度35℃湿度80%の環境下で24時間放置した。その後、カートリッジを実機に組み込んで、同様の環境条件で印刷を実施し、下記の基準に従い、マイクロジッター(横すじ)について評価を行った。結果を表1に示す。
○:マイクロジッター(横すじ)無
△:一部分に確認される
×:印字領域全域に確認される
(Micro jitter)
Each test roller was attached to the cartridge as a charging roller, and it was left for 24 hours in an environment of a temperature of 35° C. and a humidity of 80%. Then, the cartridge was installed in an actual machine, printing was performed under the same environmental conditions, and micro jitter (horizontal stripe) was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
○: No micro jitter (horizontal stripes) Δ: Partially confirmed ×: Confirmed in the entire printing area
本発明によれば、帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な、帯電ローラ、および帯電ローラの表層の樹脂と粒子との間の接着性を十分に向上させることが可能な帯電ローラを得るための、帯電ローラの製造方法を提供することができる。 According to the present invention, the adhesiveness between the resin and particles on the surface layer of the charging roller can be sufficiently improved, and the adhesiveness between the resin and particles on the surface layer of the charging roller is sufficiently improved. It is possible to provide a method of manufacturing a charging roller for obtaining a charging roller that can be improved.
1:帯電ローラ、 2:シャフト部材、 3:基層、 4:表層、
5:本体粒子部、 6:被膜、 7:被膜粒子、 10:感光体、 11:トナー、
12:トナー供給ローラ、 13:現像ローラ、 14:成層ブレード、
15:転写ローラ、 16:クリーニングローラ
1: charging roller, 2: shaft member, 3: base layer, 4: surface layer,
5: main body particle portion, 6: coating film, 7: coating particle, 10: photoconductor, 11: toner,
12: toner supply roller, 13: developing roller, 14: layering blade,
15: Transfer roller, 16: Cleaning roller
Claims (6)
前記表層は、本体粒子部と、当該本体粒子部の表面を被覆する、当該表層のバインダー樹脂と同じ樹脂種の樹脂を含む被膜と、を有する被膜粒子を含み、
前記被膜粒子の少なくとも一部の粒子は、当該粒子の一部分が前記表層の表面から突出するように存在していることを特徴とする、帯電ローラ。 A charging roller comprising a shaft member, a base layer located radially outside the shaft member, and a surface layer located radially outside the base layer and forming a surface,
The surface layer includes a main body particle portion, and a coating particle having a coating that covers the surface of the main body particle portion and that contains a resin of the same resin type as the binder resin of the surface layer,
The charging roller, wherein at least a part of the coating particles are present such that a part of the particles protrudes from the surface of the surface layer.
前記表層を形成する工程の前に、前記被膜粒子を準備する工程を有し、
前記表層を形成する工程において、前記被膜粒子を、当該表層を形成するためのバインダー樹脂を含有する原料に配合し、得られた原料を用いて前記基層の径方向外側に当該表層を形成することを特徴とする、帯電ローラの製造方法。 Charging for manufacturing the charging roller according to claim 1, comprising a step of forming the base layer radially outside of the shaft member, and a step of forming the surface layer radially outside of the base layer. A method of manufacturing a roller,
Before the step of forming the surface layer, has a step of preparing the coating particles,
In the step of forming the surface layer, the coating particles are mixed with a raw material containing a binder resin for forming the surface layer, and the obtained raw material is used to form the surface layer radially outside the base layer. A method of manufacturing a charging roller, comprising:
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2018
- 2018-12-17 JP JP2018235763A patent/JP7221039B2/en active Active
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| Publication number | Publication date |
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