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JP2012173529A - Manufacturing method for conductive elastic roller - Google Patents

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JP2012173529A
JP2012173529A JP2011035840A JP2011035840A JP2012173529A JP 2012173529 A JP2012173529 A JP 2012173529A JP 2011035840 A JP2011035840 A JP 2011035840A JP 2011035840 A JP2011035840 A JP 2011035840A JP 2012173529 A JP2012173529 A JP 2012173529A
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Japan
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conductive
elastic roller
rubber mixture
rubber
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Application number
JP2011035840A
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Japanese (ja)
Inventor
Michitaka Kitahara
道隆 北原
Hiroshi Mayuzumi
博志 黛
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for eliminating electric resistivity unevenness that results from a weld line, in a manufacturing device using a crosshead of a conductive elastic roller.SOLUTION: A manufacturing method for a conductive elastic roller that includes a conductive shaft core body and a conductive rubber layer for covering a periphery of the shaft core body includes: a step for supplying the shaft core body to a through-hole of a crosshead and supplying an unvulcanized rubber mixture containing a hollow particle and an electronically conductive filler to the crosshead from an extruder connected to the crosshead, and then forming a layer of the rubber mixture around the shaft core body; a step for repeatedly applying pressurization and depressurization processing to a surface of the layer of the rubber mixture; and a step for vulcanizing the layer of the rubber mixture after the step for applying pressurization and depressurization processing to a surface of the layer of the rubber mixture, and then forming a layer of conductive rubber.

Description

本発明は電子写真装置に用いられる導電性弾性ローラの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a conductive elastic roller used in an electrophotographic apparatus.

電子写真装置に用いられる導電性弾性ローラの製造方法として、クロスヘッドによる被覆押出成形を用いて導電性の軸芯体の周面を導電性ゴム組成物で被覆する方法が知られている。   As a method for producing a conductive elastic roller used in an electrophotographic apparatus, a method is known in which a peripheral surface of a conductive shaft core is coated with a conductive rubber composition by coating extrusion using a crosshead.

この方法は、図5に示したように、環状流路317に導入された導電性ゴム組成物341は、環状流路317内で2方向に分割され、約180°反対側の位置において合流して環状流路内を充填していく。そのため、得られる導電性ゴム円筒体203の、導電性ゴム組成物340の合流点に対応する位置には図2に示したようなウエルドライン204が生じる。そして、ウエルドライン204の部分は、電気抵抗値が他の領域と異なっていることが多いため、このようなウエルドラインを有する導電性ゴム円筒体203を用いて形成された導電性弾性ローラ201には、軸に沿う方向に、電気抵抗値が周囲とは異なる領域を有することとなる。このような導電性弾性ローラを例えば帯電ローラに用いた場合、感光体に帯電ムラを生じさせ、電子写真画像上に当該帯電ムラに起因するスジ状の画像欠陥を生じる場合がある。   In this method, as shown in FIG. 5, the conductive rubber composition 341 introduced into the annular flow path 317 is divided into two directions in the annular flow path 317 and merges at a position on the opposite side of about 180 °. To fill the annular flow path. Therefore, a weld line 204 as shown in FIG. 2 is formed at a position corresponding to the joining point of the conductive rubber composition 340 in the obtained conductive rubber cylindrical body 203. Since the weld line 204 is often different in electric resistance from other regions, the conductive elastic roller 201 formed using the conductive rubber cylinder 203 having such a weld line is used. Will have a region where the electrical resistance value differs from the surroundings in the direction along the axis. When such a conductive elastic roller is used as, for example, a charging roller, uneven charging may occur on the photoreceptor, and streaky image defects due to the uneven charging may occur on the electrophotographic image.

ウエルドラインがもたらす上記の課題に鑑み、特許文献1では、クロスヘッドの環状流路にて、前記環状流路に設置された羽根車で導電性ゴム組成物を攪拌して、ウエルドラインを拡散させる方法を開示している。   In view of the above-mentioned problems caused by the weld line, in Patent Document 1, the conductive rubber composition is stirred by the impeller installed in the annular flow path in the annular flow path of the crosshead to diffuse the weld line. A method is disclosed.

特開2003−311811号公報JP 2003-311811 A

しかしながら、特許文献1に係る方法は、押出成形装置の構成を複雑化させてしまう。また、ウエルドラインの部分が導電性ゴム組成物中に分散されてしまい、導電性ゴム円筒体の周方向で電気抵抗にムラが生じる可能性がある。
そこで、本発明は、電気抵抗値のムラの少ない導電性弾性ローラの製造方法を提供することを目的とする。
However, the method according to Patent Document 1 complicates the configuration of the extrusion molding apparatus. Further, the weld line portion is dispersed in the conductive rubber composition, and there is a possibility that the electric resistance is uneven in the circumferential direction of the conductive rubber cylindrical body.
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a conductive elastic roller with little unevenness in electric resistance value.

すなわち、本発明の一態様によれば、導電性の軸芯体と該軸芯体の周面を被覆する導電性ゴム層とを有する導電性弾性ローラの製造方法であって、(1)クロスヘッドの貫通孔に該軸芯体を供給すると共に、該クロスヘッドに接続する押出機から、中空粒子と電子導電性フィラーとを含む未加硫のゴム混合物を該クロスヘッドに供給し、該軸芯体の周囲に該ゴム混合物の層を形成する工程と、(2)該ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧とを繰り返し行なう工程と、(3)該工程(2)を経た該ゴム混合物の層を加硫して導電性ゴムの層を形成する工程と、を有することを特徴とする導電性弾性ローラの製造方法が提供される。   That is, according to one aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a conductive elastic roller having a conductive shaft core and a conductive rubber layer covering a peripheral surface of the shaft core, the method comprising: (1) cross The shaft core is supplied to the through-hole of the head, and an unvulcanized rubber mixture containing hollow particles and an electronically conductive filler is supplied to the crosshead from an extruder connected to the crosshead. A step of forming a layer of the rubber mixture around the core, (2) a step of repeatedly applying pressure and pressure to the surface of the layer of the rubber mixture, and (3) the step through the step (2). And a step of vulcanizing a rubber mixture layer to form a conductive rubber layer. A method for producing a conductive elastic roller is provided.

本発明によれば、導電性弾性ローラの周方向の電気抵抗値のムラを低減および抑制した導電性弾性ローラを製造できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electroconductive elastic roller which reduced and suppressed the nonuniformity of the electrical resistance value of the circumferential direction of an electroconductive elastic roller can be manufactured.

導電性の軸芯体上に弾性体層を形成する、(a)単層クロスヘッド、(b)二層クロスヘッドを備える、押出工程の概略図である。It is the schematic of an extrusion process provided with (a) single layer crosshead and (b) two-layer crosshead which form an elastic body layer on a conductive shaft core. 導電性弾性ローラを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a conductive elastic roller. クロスヘッド押出成形装置の一つの実施の形態の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of one embodiment of a crosshead extrusion molding apparatus. 本発明の加圧および除圧を繰り返す装置の一つの実施の形態の、(a)平面模式図、(b)断面模式図である。It is (a) plane schematic diagram and (b) cross-sectional schematic diagram of one embodiment of an apparatus which repeats pressurization and depressurization of the present invention. クロスヘッドにおける導電性ゴム組成物の流れを示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the flow of the conductive rubber composition in a crosshead. 導電性弾性ローラの周方向の電気抵抗値のムラを測定する装置の模式図である。It is a schematic diagram of the apparatus which measures the nonuniformity of the electrical resistance value of the circumferential direction of a conductive elastic roller. 本発明の導電性弾性ローラを用いた電子写真装置の一例を示した概略構成図である。It is the schematic block diagram which showed an example of the electrophotographic apparatus using the electroconductive elastic roller of this invention.

本発明の導電性弾性ローラの製造方法は、導電性の軸芯体と該軸芯体の周面を被覆する導電性ゴム層とを有する導電性弾性ローラの製造方法である。
クロスヘッドの貫通孔に該軸芯体を供給すると共に、該クロスヘッドに接続する押出機から、中空粒子と電子導電性フィラーとを含む未加硫のゴム混合物を該クロスヘッドに供給し、該軸芯体の周囲にゴム混合物からなる未加硫のゴム混合物の層を形成する工程と、該ゴム混合物の層の表面に加圧および除圧を繰り返し行なう工程と、該ゴム混合物の層の表面に加圧および除圧を繰り返し行なう工程を経た該ゴム混合物の層を加硫して導電性ゴムの層を形成する工程とを有することを特徴とする。
The method for producing a conductive elastic roller of the present invention is a method for producing a conductive elastic roller having a conductive shaft core and a conductive rubber layer covering the peripheral surface of the shaft core.
The shaft core is supplied to the through hole of the crosshead, and an unvulcanized rubber mixture containing hollow particles and an electronically conductive filler is supplied to the crosshead from an extruder connected to the crosshead. A step of forming an unvulcanized rubber mixture layer comprising a rubber mixture around the shaft core, a step of repeatedly applying and depressurizing the surface of the rubber mixture layer, and a surface of the rubber mixture layer. And the step of repeatedly vulcanizing and depressurizing the rubber mixture layer to form a conductive rubber layer.

本発明者らが鋭意検討した結果、クロスヘッドによる押出成形で発生するウエルドラインが、導電性ゴム円筒体において、非ウエルドライン領域と比較して電気抵抗値が異なる原因は次のように推察している。   As a result of intensive studies by the present inventors, the reason why the weld line generated by extrusion molding with a crosshead has a different electric resistance value in the conductive rubber cylindrical body compared with the non-weld line region is estimated as follows. ing.

図3及び図5に示されるように、導電性ゴム組成物341は、押出機300から排出された後、メッシュ303を経由して、アダプター304とクロスヘッド310の導入口311を経由して、内側ダイ312の外周面と外側ダイ315の内周面とから構成される環状流路317にて分流される。その後、再び合流してウエルドラインを構成しながら導電性ゴム円筒体203を形成する。このとき、ウエルドラインを構成する導電性ゴム組成物は、アダプター304やクロスヘッド310の導入口311における流路の壁面および前記流路の壁面近傍を経由した導電性ゴム組成物である。
アダプターやクロスヘッドの導入口などの流路を流れる導電性ゴム組成物は、前記流路の壁面との間に摩擦を生じながら口金318に向かって流れる。前記流路壁面に接触している導電性ゴム組成物は、前記流路壁面との間に生じる摩擦によって、前記導電性ゴム組成物中の導電剤や充填剤のような物質の分散状態が変化する。このため、前記流路壁面と接触している部分の導電性ゴム組成物は、前記流路壁面と接触していない導電性ゴム組成物と導電剤や充填剤のような物質の分散状態が異なる。導電性ゴム組成物において、導電剤や充填剤のような物質の分散状態が変化すれば、前記導電性ゴム組成物の電気抵抗値は変化する。
以上の理由から、導電性ゴム円筒体において、ウエルドラインは非ウエルドライン領域と比較して電気抵抗値が異なると考えられる。
As shown in FIG. 3 and FIG. 5, the conductive rubber composition 341 is discharged from the extruder 300, passes through the mesh 303, passes through the adapter 304 and the inlet 311 of the crosshead 310, The flow is diverted in an annular flow path 317 constituted by the outer peripheral surface of the inner die 312 and the inner peripheral surface of the outer die 315. Thereafter, the conductive rubber cylinders 203 are formed while joining again to form a weld line. At this time, the conductive rubber composition constituting the weld line is a conductive rubber composition that passes through the wall surface of the flow path and the vicinity of the wall surface of the flow path in the inlet 304 of the adapter 304 or the crosshead 310.
The conductive rubber composition flowing through the flow path such as the inlet of the adapter or the crosshead flows toward the base 318 while generating friction with the wall surface of the flow path. In the conductive rubber composition in contact with the flow path wall surface, the dispersion state of substances such as a conductive agent and a filler in the conductive rubber composition changes due to friction generated between the flow path wall surface and the conductive rubber composition. To do. For this reason, the conductive rubber composition in the part in contact with the flow path wall surface is different from the conductive rubber composition not in contact with the flow path wall surface in the dispersion state of substances such as a conductive agent and a filler. . In the conductive rubber composition, when the dispersion state of a substance such as a conductive agent or a filler changes, the electrical resistance value of the conductive rubber composition changes.
For the above reason, in the conductive rubber cylindrical body, it is considered that the weld line has a different electric resistance value compared with the non-weld line region.

本発明では、前記のウエルドラインに起因する電気抵抗値のムラを低減する方法として、軸芯体の周囲に中空粒子と電子導電性フィラーとを含む未加硫ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程が有効で有ることを見出した。この工程を経た該ゴム混合物の層を加硫して導電性ゴム層を形成することで、電気抵抗値のムラを低減した導電性弾性ローラを得ることができる。
例えば押圧部材を用いた場合、未加硫ゴム混合物の層に押圧部材による加圧と除圧の繰り返し行なう工程を経ることにより、未加硫ゴム混合物の層に含まれる中空粒子の形状が、変形および復元を繰り返すこととなる。中空粒子の形状が、変形および復元を繰り返すことで中空粒子周囲のポリマーや電子導電性フィラーに変位が生じやすくなり、中空粒子の周囲に存在する電子導電性フィラーの偏在の緩和や凝集塊の崩壊を促すことができる。結果として、ウエルドラインに起因する電気抵抗値のムラを低減することが可能となる。前記の押圧部材による加圧と除圧を繰り返し行なう工程においては、未加硫ゴム混合物の層の厚みや該層に含まれるポリマー材料、中空粒子、電子導電性フィラーの種類や量に応じて、押圧加重、施工時間、加熱温度のようなパラメーターが適宜選択され設定される。未加硫ゴム混合物の層に含まれる中空粒子の形状が変形および復元を繰り返す程度に加圧と除圧を繰り返されるように設定することが好ましい。
In the present invention, as a method for reducing the unevenness of the electrical resistance value caused by the weld line, the surface of the unvulcanized rubber mixture layer containing hollow particles and the electronically conductive filler is pressed around the shaft core body. It was found that the process of repeatedly depressurizing was effective. By vulcanizing the rubber mixture layer that has undergone this step to form a conductive rubber layer, it is possible to obtain a conductive elastic roller with reduced electrical resistance unevenness.
For example, when a pressing member is used, the shape of the hollow particles contained in the unvulcanized rubber mixture layer is deformed through a process of repeatedly pressing and depressurizing the unvulcanized rubber mixture layer. And the restoration will be repeated. The deformation and restoration of the shape of the hollow particles makes it easy for the polymer and the electronic conductive filler around the hollow particles to be displaced, and the uneven distribution of the electronic conductive filler around the hollow particles and the agglomeration collapse Can be encouraged. As a result, it is possible to reduce the unevenness of the electric resistance value caused by the weld line. In the step of repeatedly performing pressurization and depressurization by the pressing member, depending on the thickness of the unvulcanized rubber mixture layer, the polymer material contained in the layer, the hollow particles, the type and amount of the electronically conductive filler, Parameters such as pressing load, construction time, and heating temperature are appropriately selected and set. It is preferable to set so that pressurization and depressurization are repeated so that the shape of the hollow particles contained in the layer of the unvulcanized rubber mixture is repeatedly deformed and restored.

以下、本発明について図面を用いて更に詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

[軸芯体の周囲に該未加硫ゴム混合物の層を形成する工程]
ゴムと中空粒子、電子導電性フィラーのような添加剤を配合、混錬して未加硫ゴム混合物を製造する。得られた未加硫ゴム混合物は押出装置を用いて、未加硫ゴム混合物と導電性の軸芯体とを同時に押出し、弾性ローラ予備成形体を成形する。図1(a)および(b)は押出工程の概略図である。図1(a)に示されるように、押出機101は、単層クロスヘッド102を備える。単層クロスヘッド102に、送りロール103により単層クロスヘッド102の貫通孔に導電性の軸芯体202を供給し、導電性の軸芯体202と未加硫ゴム混合物とを同時に押出す。こうして、導電性の軸芯体の周囲を未加硫ゴム混合物で被覆した単層の弾性ローラ予備成形体104が得られる。また、図1(b)に示すように2台の押出機101と二層クロスヘッド105を用いることにより、二種類の未加硫ゴム混合物からなる二層の弾性ローラ予備成形体106を得ることもできる。
[Step of forming a layer of the unvulcanized rubber mixture around the shaft core]
An unvulcanized rubber mixture is produced by blending and kneading additives such as rubber, hollow particles and electronic conductive filler. The obtained unvulcanized rubber mixture is extruded simultaneously with an unvulcanized rubber mixture and a conductive shaft core using an extrusion device to form an elastic roller preform. 1A and 1B are schematic views of the extrusion process. As shown in FIG. 1A, the extruder 101 includes a single layer crosshead 102. The conductive shaft core body 202 is supplied to the through hole of the single layer crosshead 102 by the feed roll 103 to the single layer crosshead 102, and the conductive shaft core body 202 and the unvulcanized rubber mixture are extruded simultaneously. Thus, a single-layer elastic roller preform 104 in which the periphery of the conductive shaft core is covered with the unvulcanized rubber mixture is obtained. Also, as shown in FIG. 1B, by using two extruders 101 and a two-layer crosshead 105, a two-layer elastic roller preform 106 made of two types of unvulcanized rubber mixture is obtained. You can also.

[ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程]
次に、前記の弾性ローラ予備成形体の未加硫のゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程について説明する。図4(a)および(b)はゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程の概略図である。押圧部材401は、押圧部材保持具408で回転可能な状態に保持され、カップリング402によりモータ403と接続され回転駆動される。押圧部材保持具408は押圧部材取り付け台410に固定されている。押圧部材取り付け台410は装置台411に対して水平方向にスライド可能な状態に設置される。押圧部材401には加圧付加治具407が備えられ、加圧バネ405および偏心カム404により押圧部材401に加重を付加できる機構である。偏心カム404は偏心カム保持具406により回転可能に保持され、カップリング413によりモータ414と接続され回転駆動される。
弾性ローラ予備成形体412は、軸心体保持具409にて導電性の軸心体を回転可能な状態で保持される。
本発明では、ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程における押圧加重、施行時間、加熱温度のようなパラメーターを適宜選択し、設定することができる。
[Step of repeatedly applying pressure and pressure to the surface of the rubber mixture layer]
Next, a description will be given of the process of repeatedly applying pressure and pressure to the surface of the unvulcanized rubber mixture layer of the elastic roller preform. 4 (a) and 4 (b) are schematic views of a process of repeatedly applying pressure and pressure release to the surface of the rubber mixture layer. The pressing member 401 is held in a rotatable state by a pressing member holder 408 and is connected to a motor 403 by a coupling 402 and is driven to rotate. The pressing member holder 408 is fixed to the pressing member mounting base 410. The pressing member mounting base 410 is installed so as to be slidable in the horizontal direction with respect to the apparatus base 411. The pressing member 401 is provided with a pressure applying jig 407, which is a mechanism that can apply a load to the pressing member 401 by the pressing spring 405 and the eccentric cam 404. The eccentric cam 404 is rotatably held by an eccentric cam holder 406 and is connected to a motor 414 by a coupling 413 and is driven to rotate.
The elastic roller preform 412 is held by the shaft center holder 409 in a state where the conductive shaft center body can be rotated.
In the present invention, it is possible to appropriately select and set parameters such as pressing load, working time, and heating temperature in the step of repeatedly applying and releasing pressure to the surface of the rubber mixture layer.

ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程では、前記の構成を備える装置にて、導電性の軸心体を回転させながら、押圧部材により弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の層の表面を押圧する。さらに偏心カムおよび加圧バネの作用にてゴム混合物の層の表面に作用する加圧力を変化させることが可能である。結果として、ゴム混合物の層は、加圧と除圧が繰り返されることとなる。   In the step of repeatedly pressing and depressurizing the surface of the rubber mixture layer, the elastic roller preform molded body of the elastic roller preform is rotated by the pressing member while rotating the conductive shaft body in the apparatus having the above-described configuration. Press the surface of the layer. Furthermore, it is possible to change the pressure applied to the surface of the rubber mixture layer by the action of the eccentric cam and the pressure spring. As a result, the rubber mixture layer is repeatedly pressurized and depressurized.

ここで、押圧部材の押圧面形状は直線状でも曲線状でも良く、押圧時に弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の層と隙間を生じにくい形状が好ましい。押圧部材の押圧面および弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の層において隙間が生じると当該隙間部分は押圧されない。そのため当該隙間部分と隙間部分以外の領域とで電子導電性フィラーの分散状態が異なってしまい、結果として電気抵抗率が異なることがあり、画像不良のような現象などを生じる場合があるからである。   Here, the shape of the pressing surface of the pressing member may be linear or curved, and a shape that is less likely to cause a gap with the rubber mixture layer of the elastic roller preform when pressed is preferable. When a gap occurs in the pressing surface of the pressing member and the rubber mixture layer of the elastic roller preform, the gap is not pressed. For this reason, the dispersion state of the electronic conductive filler is different between the gap portion and the region other than the gap portion, and as a result, the electric resistivity may be different, and a phenomenon such as an image defect may occur. .

また、図4(a)および(b)では、押圧部材401の押圧面長さは、弾性ローラ予備成形体412のゴム混合物の層の軸方向長さよりも長く設定してある。しかしながら、本発明において押圧部材401の押圧面長さは任意に設定できる。例えば押圧部材の押圧面長さが、ゴム混合物の層の軸方向長さよりも短い場合には、押圧部材を弾性ローラ予備成形体の軸方向に移動させながら押圧面を適宜変更し、弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の層に加圧と除圧を繰り返し行なうことができる。   4A and 4B, the pressing surface length of the pressing member 401 is set longer than the axial length of the rubber mixture layer of the elastic roller preform 412. However, in the present invention, the length of the pressing surface of the pressing member 401 can be set arbitrarily. For example, when the pressing surface length of the pressing member is shorter than the axial length of the rubber mixture layer, the pressing surface is appropriately changed while moving the pressing member in the axial direction of the elastic roller preform, and the elastic roller preliminary Pressurization and depressurization can be repeatedly performed on the rubber mixture layer of the molded body.

押圧部材の材料は所望の押圧加重や加熱温度に耐えうる強度を有している材料を用いることができるが、熱伝導性の良さと強度の観点から、金属類が好ましい。また、押圧面にはクロムメッキや窒化処理、テフロン(登録商標)によるコーティングのような表面処理を施しても良い。さらに表面を粗面化したり凹凸を設けたりする表面加工を施しても良い。   As the material of the pressing member, a material having a strength capable of withstanding a desired pressing load or heating temperature can be used, but metals are preferable from the viewpoint of good thermal conductivity and strength. The pressing surface may be subjected to a surface treatment such as chrome plating, nitriding treatment, or coating with Teflon (registered trademark). Furthermore, a surface treatment for roughening the surface or providing irregularities may be performed.

[押圧方法]
押圧部材の押圧面長さが弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の層の軸方向長さよりも短い場合は、弾性ローラ予備成形体外周面上の任意の位置に任意の回数に分けて加圧と除圧を繰り返し行なうことができる。
[Pressing method]
When the pressing surface length of the pressing member is shorter than the axial length of the rubber mixture layer of the elastic roller preform, pressurization is performed at an arbitrary number of times on the outer peripheral surface of the elastic roller preform. Depressurization can be repeated.

例えば、軸方向に押圧面を移動させながら弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の層に加圧と除圧を繰り返し行なう方法や弾性ローラ予備成形体のゴム混合物の外周面上の同じ位置に複数回に分けて加圧と除圧を繰り返し行なう方法が許容される。   For example, a method of repeatedly pressing and depressurizing the rubber mixture layer of the elastic roller preform while moving the pressing surface in the axial direction or a plurality of times at the same position on the outer peripheral surface of the rubber mixture of the elastic roller preform. A method in which pressurization and depressurization are repeatedly performed is allowed.

なお、図4の例では、1つの押圧部材401を用いているが、押圧部材は複数用いても良い。例えば、押圧部材を弾性ローラ予備成形体の周囲に各々接触しないように周方向に複数固定配置し、それぞれの押圧加重、施行時間、或いは加熱温度のようなパラメーターを変えることで、ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程を実施しても良い。   In the example of FIG. 4, one pressing member 401 is used, but a plurality of pressing members may be used. For example, a plurality of pressing members are fixedly arranged in the circumferential direction so as not to contact the periphery of the elastic roller preform, and the parameters such as the pressing load, the operating time, or the heating temperature are changed, whereby the rubber mixture layer You may implement the process of repeatedly performing pressurization and depressurization to the surface.

[導電性弾性ローラの電気抵抗率]
導電性弾性ローラの電気抵抗率としては、特に制限はなく所望の特性に応じて適宜設定されるが、例えば帯電ローラとして使用するには感光ドラム当接時における軸方向の電気抵抗率が1×10Ω・cmから1×1010Ω・cm程度とするのが望ましい。また、導電性弾性ローラの周方向の電気抵抗率は、最大値と最小値との比が1.0倍から5.0倍となるように設定することが好ましい。より好ましくは1.0倍から3.0倍程度である。
[Electric resistivity of conductive elastic roller]
The electrical resistivity of the conductive elastic roller is not particularly limited and is appropriately set according to desired characteristics. For example, when used as a charging roller, the electrical resistivity in the axial direction when contacting the photosensitive drum is 1 ×. It is desirable to be about 10 3 Ω · cm to about 1 × 10 10 Ω · cm. Further, the electrical resistivity in the circumferential direction of the conductive elastic roller is preferably set so that the ratio of the maximum value to the minimum value is 1.0 to 5.0 times. More preferably, it is about 1.0 to 3.0 times.

[押圧加重]
前記の加圧と除圧を繰り返し行なう工程において、押圧部材による押圧加重は、未加硫ゴム混合物の層の厚みや該層に含まれるポリマー材料、中空粒子、電子導電性フィラーの種類や量に応じて、適宜設定される。未加硫ゴム混合物の層に含まれる中空粒子の形状が変形および復元を繰り返す程度に加圧と除圧を繰り返す押圧加重が付与されるように設定することが好ましい。
押圧部材による加圧と除圧の繰り返し作用によって未加硫ゴム混合物の層に含まれる中空粒子の形状が、変形および復元を繰り返す。中空粒子の形状が、変形および復元を繰り返すことで中空粒子周囲のポリマーや電子導電性フィラーに変位が生じやすく、中空粒子の周囲に存在する電子導電性フィラーの偏在の緩和や凝集塊の崩壊を促すことができる。
[Pressing load]
In the process of repeatedly performing the above pressurization and depressurization, the pressing load by the pressing member depends on the thickness of the unvulcanized rubber mixture layer and the type and amount of the polymer material, hollow particles, and electronic conductive filler contained in the layer. It is set accordingly. It is preferable to set so that a pressure load that repeats pressurization and depressurization is applied to such an extent that the shape of the hollow particles contained in the layer of the unvulcanized rubber mixture repeats deformation and restoration.
The shape of the hollow particles contained in the layer of the unvulcanized rubber mixture is repeatedly deformed and restored by the repeated action of pressurization and depressurization by the pressing member. The deformation and restoration of the shape of the hollow particles are likely to cause displacement of the polymer and the electronic conductive filler around the hollow particles, and the uneven distribution of the electronic conductive filler existing around the hollow particles and the collapse of the aggregates Can be urged.

例えば、未加硫ゴム混合物の層の厚みが1mmから4mm程度の範囲では、押圧面に0.2kg〜4kg程度の加圧をすることが好ましく、加圧が高い方が中空粒子を十分に変形させることができるためより好ましい。押圧加重が低すぎる場合には、中空粒子の形状が十分に変形しないため本発明の効果が弱くなってしまうことがある。押圧加重が高すぎる場合には、加圧により中空粒子が変形してしまい、除圧した場合に中空粒子の形状が回復しないことがあり、本発明の効果が弱くなってしまうことがある。
また加圧と除圧を繰り返し行なう工程は、未加硫ゴム混合物の層を押圧部材により加圧に振幅を与えると共に、未加硫ゴム混合物の層に対する該押圧部材の押し当て場所を変化させる工程であることが好ましい。押圧部材による加圧の振幅は、該工程中は常時正圧であり、除圧時において負圧とはならない構成であり、その振幅は押圧部材の加重に対して除圧時に負圧とならない程度にする必要がある。すなわち、押圧部材による加重>加圧の振幅である。押圧部材により加圧の振幅を与える機構としては、例えば図4に示すように偏心カムを用いることができる。図4の機構により偏心カムの変位振幅による加圧バネで発生する加重に振幅を発生させることができ、加圧付加治具を通して押圧部材へ振幅の加重が伝達される。これにより押圧部材と当接された弾性ローラ予備成形体は、未加硫ゴム混合物の層へ加圧と除圧を繰り返されることとなる。また加圧の振幅を与える手法としては上記手法に限定されず、押圧部材に対し公知の振動子のような部材を当接させる機構としても良い。
For example, when the thickness of the unvulcanized rubber mixture layer is in the range of about 1 mm to 4 mm, it is preferable to apply a pressure of about 0.2 kg to 4 kg on the pressing surface, and the higher the pressure, the more the hollow particles are deformed. It is more preferable because it can be made. When the pressure load is too low, the shape of the hollow particles is not sufficiently deformed, so that the effect of the present invention may be weakened. When the pressure load is too high, the hollow particles are deformed by pressurization, and when the pressure is removed, the shape of the hollow particles may not be recovered, and the effect of the present invention may be weakened.
The step of repeatedly applying and depressurizing is a step of giving an amplitude to the pressurization of the unvulcanized rubber mixture layer by the pressing member and changing the pressing position of the pressing member against the unvulcanized rubber mixture layer. It is preferable that The amplitude of pressurization by the pressing member is always positive pressure during the process, and does not become negative pressure at the time of depressurization, and the amplitude does not become negative pressure at the time of depressurization with respect to the weight of the press member It is necessary to. That is, the load by the pressing member> the amplitude of pressurization. As a mechanism for giving the pressure amplitude by the pressing member, for example, an eccentric cam can be used as shown in FIG. The mechanism shown in FIG. 4 can generate an amplitude in the weight generated by the pressure spring by the displacement amplitude of the eccentric cam, and the amplitude weight is transmitted to the pressing member through the pressure applying jig. As a result, the preformed elastic roller in contact with the pressing member is repeatedly pressurized and depressurized to the unvulcanized rubber mixture layer. Further, the method for giving the pressure amplitude is not limited to the above method, and a mechanism for bringing a member such as a known vibrator into contact with the pressing member may be used.

上記のような理由により、前記の加圧と除圧を繰り返し行なう工程において、押圧部材による押圧加重や加圧の振幅は、未加硫ゴム混合物の層の厚みや該層に含まれるポリマー材料、中空粒子、電子導電性フィラーの種類や量に応じて、適宜設定する必要がある。   For the above reasons, in the step of repeatedly performing the pressurization and depressurization, the pressing load by the pressing member and the amplitude of the pressurization are the thickness of the unvulcanized rubber mixture layer and the polymer material contained in the layer, It is necessary to set appropriately according to the kind and amount of the hollow particles and the electronic conductive filler.

[施行時間]
加圧と除圧を繰り返し行なう工程の施行時間としては、設定した押圧加重の条件下において中空粒子の周囲に存在する電子導電性フィラーの偏在の緩和や凝集塊の崩壊を促すことができるのに十分な加圧と除圧が繰り返されるように適宜設定される。本発明においては弾性ローラ予備成形の未加硫ゴム混合物の層の全周面に対して少なくとも1回以上押圧部材による加圧と除圧を繰り返し行なうことが必要である。
弾性ローラ予備成形体は、軸心体保持具により回転可能な状態に保持されているため、回転する押圧部材の当接により押圧部材に従動回転する。この弾性ローラ予備成形体の回転数をf2[Hz]、押圧部材による加圧と除圧の振幅の周期をf1[Hz]としたとき、f1>f2であることが好ましい。すなわち、弾性ローラ予備成形体の未加硫ゴム混合物の層の外周面が全周にわたり押圧部材に当接処理される間に、押圧部材の加圧と除圧を繰り返すことになる。押圧部材による加圧と除圧の振幅の周期f1を大きくすることで、弾性ローラ予備成形体の未加硫ゴム混合物の層の外周面を1周処理する間に複数回の加圧と除圧を繰り返すことが可能である。押圧部材によるゴム混合物の層への加圧と除圧の振幅としては、サイン波のような周期的な加重の振幅でも、三角波や矩形波のような加重の振幅でも良い。またf1/f2の比が整数倍とならないことが好ましい。該比が整数倍と成る条件においては、加圧および除圧の繰り返しのタイミングとゴム混合物の層の周方向の位置が一致し、常に加圧される部位および常に除圧される部位が発生してしまうためである。
[Enforcement time]
The time required to repeat the pressurization and depressurization steps can be to ease the uneven distribution of the electronically conductive filler existing around the hollow particles and the collapse of the agglomerates under the set pressure load conditions. It is appropriately set so that sufficient pressurization and depressurization are repeated. In the present invention, it is necessary to repeat the pressurization and depressurization by the pressing member at least once over the entire peripheral surface of the elastic roller preformed unvulcanized rubber mixture layer.
Since the elastic roller preform is held in a rotatable state by the shaft center holder, the elastic roller preform is driven and rotated by the contact of the rotating pressing member. It is preferable that f1> f2 when the rotational speed of the elastic roller preform is f2 [Hz] and the period of the amplitude of pressurizing and depressurizing by the pressing member is f1 [Hz]. That is, pressurization and depressurization of the pressing member are repeated while the outer peripheral surface of the layer of the unvulcanized rubber mixture of the elastic roller preform is contacted with the pressing member over the entire circumference. By increasing the period f1 of the amplitude of pressurization and depressurization by the pressing member, the pressurization and depressurization are performed a plurality of times while the outer peripheral surface of the unvulcanized rubber mixture layer of the elastic roller preform is processed once. Can be repeated. The amplitude of pressure and pressure release on the rubber mixture layer by the pressing member may be a periodically weighted amplitude such as a sine wave or a weighted amplitude such as a triangular wave or a rectangular wave. Moreover, it is preferable that the ratio of f1 / f2 does not become an integral multiple. Under the conditions where the ratio is an integral multiple, the repetition timing of pressurization and depressurization coincides with the circumferential position of the rubber mixture layer, and a constantly pressurized portion and a constantly depressurized portion are generated. It is because it ends up.

[加熱方法および加熱温度]
弾性ローラへの加熱は、電気炉内のような所望の雰囲気中でゴム混合物の層の表面に加圧と除圧を繰り返し行なう工程の他に、押圧部材内部にヒータを設置する、弾性ローラ予備成形体外周面の一部に温風を吹き付けるといった方法を用いることができる。
押圧部材による加圧と除圧を繰り返す工程時の加熱温度としては、加硫温度よりも低い温度で実施することが好ましい。具体的には、ポリマー材料のガラス転移点温度以上であって、加硫温度より20℃以上低い温度で行なうことが望ましい。
[Heating method and heating temperature]
In addition to the process of repeatedly pressing and depressurizing the surface of the rubber mixture layer in a desired atmosphere such as in an electric furnace, the elastic roller is preliminarily provided with a heater in the pressing member. A method of blowing warm air to a part of the outer peripheral surface of the molded body can be used.
The heating temperature in the step of repeating the pressurization and depressurization by the pressing member is preferably performed at a temperature lower than the vulcanization temperature. Specifically, it is desirable to carry out at a temperature that is higher than the glass transition temperature of the polymer material and lower by 20 ° C. than the vulcanization temperature.

[ゴム混合物の層を加硫して導電性ゴム層を形成する工程]
このようにして得られた弾性ローラ予備成形体を加熱して加硫する方法に関しては、熱風炉、加硫缶、熱盤、遠・近赤外線加熱炉、UHF炉、誘導加熱のような従来公知のいずれの方法でも良い。140℃以上220℃以下の範囲の温度で10分以上120分以下の時間で加熱して、弾性ローラ予備成形体を加硫する事が好ましい。このようにして端部未切断弾性ローラが得られる。また、材料によっては、活性エネルギー線を照射することにより加硫することもでき、この場合は、短時間での加硫が可能となる。また、加硫加熱後に活性エネルギー線を照射して、加硫密度を高めるようにしても良い。
[Step of forming a conductive rubber layer by vulcanizing a rubber mixture layer]
Regarding the method of heating and vulcanizing the elastic roller preform thus obtained, conventionally known methods such as a hot air furnace, a vulcanizing can, a hot platen, a far / near infrared heating furnace, a UHF furnace, induction heating, etc. Either method may be used. It is preferable to vulcanize the elastic roller preform by heating at a temperature in the range of 140 ° C. or more and 220 ° C. or less for a time of 10 minutes to 120 minutes. In this way, an end uncut elastic roller is obtained. Further, depending on the material, vulcanization can also be performed by irradiating active energy rays, and in this case, vulcanization can be performed in a short time. Moreover, you may make it raise | generate a vulcanization density by irradiating an active energy ray after vulcanization heating.

[弾性体層の両端部を切断する工程]
次に、得られた端部未切断弾性ローラは切断装置を用いて端部を切断する。切断装置は、弾性ローラ保持手段にて端部未切断弾性ローラを保持し、所定の回転速度にて回転させる。これに切断用丸刃を押し付けて切断する。なお、二つの切断用丸刃の間隔は弾性ローラの弾性体層の長さに相当するものである。切断した破片を取り外すと、端部切断後弾性ローラを得ることができる。
[Step of cutting both ends of elastic layer]
Next, the obtained end uncut elastic roller cuts the end using a cutting device. The cutting device holds the end uncut elastic roller by the elastic roller holding means and rotates it at a predetermined rotation speed. This is cut by pressing a cutting blade. The interval between the two cutting round blades corresponds to the length of the elastic layer of the elastic roller. When the cut pieces are removed, the elastic roller can be obtained after the end cutting.

[弾性体層を研磨する工程]
次に、所定の外径寸法とするために、弾性体層の外周面を円筒研磨機で研磨して仕上げる。一般に弾性ローラは、導電性の軸芯体の端部をバネで他部材に均一に当接させるため、弾性ローラの当接による撓みを考慮し、一般にクラウン形状と呼ばれる中央部の外径を端部の外径より太くする形状に仕上げる。このような形状は、円筒金型で製造するのは脱型することが困難であるため、研磨機で仕上げるのが好ましい。円筒研磨機としては、トラバース方式のNC研磨機や、プランジカット方式のNC円筒研磨機を用いることができる。プランジカット方式のNC研磨機はトラバース方式に比べて幅広な研削砥石を用いており、弾性体層の長手方向全域を同時に研磨できるため、加工時間の短縮を図ることができるため好ましく用いられる。
[Process of polishing the elastic layer]
Next, in order to obtain a predetermined outer diameter, the outer peripheral surface of the elastic layer is polished by a cylindrical polishing machine and finished. In general, an elastic roller uniformly contacts an end of a conductive shaft core with another member by a spring. Therefore, in consideration of bending due to the contact of the elastic roller, the outer diameter of the central portion, generally called a crown shape, is ended. Finish in a shape that is thicker than the outer diameter of the part. Since it is difficult to remove such a shape with a cylindrical mold, it is preferable to finish with a polishing machine. As the cylindrical polishing machine, a traverse NC polishing machine or a plunge cut NC cylindrical polishing machine can be used. The plunge cut type NC polishing machine uses a grinding wheel that is wider than that of the traverse type, and can polish the entire length of the elastic layer in the longitudinal direction at the same time.

[弾性体層上に表面層を設ける工程]
本発明の弾性ローラは、弾性体層上に表面層を形成することもできる。表面層は、弾性ローラの更なる高機能化、高耐久化を目的として形成する。例えば、表面層を抵抗調整層として機能させることで、帯電ローラとして用いた場合に、帯電均一性や耐リーク性を向上することができる。
弾性体層上に表面層を形成する工程としては、静電スプレー塗布やディッピング塗布のような塗布法により形成できる。または、予め所定の膜厚に成膜されたシート形状またはチューブ形状の層を接着または被覆することにより形成できる。あるいは、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、塗布法によって塗料を塗工し、表面層を形成することが好ましい。
塗布法によって表面層を形成する場合、塗布液に用いられる溶剤としては、バインダー樹脂を溶解することができる溶剤であればよい。具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノールのようなアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンのようなケトン類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミドのようなアミド類、ジメチルスルホキシドのようなスルホキシド類、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノメチルエーテルのようなエーテル類、酢酸メチル、酢酸エチルのようなエステル類、キシレン、リグロイン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンのような芳香族化合物が挙げられる。これらの溶剤は、使用するバインダー樹脂に応じて適宜選択される。
塗布液に、バインダー樹脂や粒子のような物質を分散する方法としては、ボールミル、サンドミル、ペイントシェーカー、ダイノミル、パールミルのような公知の溶液分散手段を用いることができる。
[Step of providing surface layer on elastic layer]
The elastic roller of the present invention can also form a surface layer on the elastic layer. The surface layer is formed for the purpose of further enhancing the functionality and durability of the elastic roller. For example, by making the surface layer function as a resistance adjusting layer, charging uniformity and leakage resistance can be improved when used as a charging roller.
The step of forming the surface layer on the elastic layer can be performed by a coating method such as electrostatic spray coating or dipping coating. Or it can form by adhere | attaching or coat | covering the sheet-shaped or tube-shaped layer previously formed into the predetermined film thickness. Alternatively, a method of curing and molding the material into a predetermined shape in the mold can also be used. Among these, it is preferable to apply a paint by a coating method to form a surface layer.
When the surface layer is formed by a coating method, the solvent used in the coating solution may be any solvent that can dissolve the binder resin. Specifically, alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and dimethyl sulfoxide Sulfoxides, tetrahydrofuran, dioxane, ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and aromatic compounds such as xylene, ligroin, chlorobenzene and dichlorobenzene. These solvents are appropriately selected according to the binder resin used.
As a method for dispersing a substance such as a binder resin or particles in the coating solution, known solution dispersing means such as a ball mill, a sand mill, a paint shaker, a dyno mill, and a pearl mill can be used.

また、弾性体層上に表面層を形成する工程としては、紫外線、電子線のような公知のエネルギー線の照射によるゴム表面を改質する方法も例として挙げられる。
例えば紫外線の照射には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、低圧水銀ランプ、エキシマUVランプのような光源を用いることができ、これらのうち、紫外線の波長が150nm以上480nm以下の光を豊富に含む紫外線源が好適に用いられる。
Examples of the step of forming the surface layer on the elastic layer include a method of modifying the rubber surface by irradiation with a known energy beam such as an ultraviolet ray or an electron beam.
For example, a light source such as a high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a low-pressure mercury lamp, or an excimer UV lamp can be used for the irradiation of ultraviolet rays. Among these, ultraviolet rays containing abundant light having an ultraviolet wavelength of 150 nm to 480 nm. A source is preferably used.

なお、紫外線の積算光量は、以下のように定義される。
紫外線積算光量[mJ/cm]=紫外線強度[mW/cm]×照射時間[s]
The integrated light quantity of ultraviolet rays is defined as follows.
UV integrated light quantity [mJ / cm 2 ] = UV intensity [mW / cm 2 ] × irradiation time [s]

紫外線の積算光量の調節は、照射時間や、ランプ出力や、ランプと被照射体との距離のようなパラメーターで行なうことが可能である。また、照射時間内で積算光量に勾配をつけてもよい。
低圧水銀ランプを用いる場合、紫外線の積算光量は、ウシオ電機(株)製の紫外線積算光量計UIT−150−AやUVD−S254を用いて測定することができる。エキシマUVランプを用いる場合、紫外線の積算光量は、ウシオ電機(株)製の紫外線積算光量計UIT−150−AやVUV−S172を用いて測定することができる。
例えば電子線照射装置は、弾性ローラを回転させながら弾性体層表面に電子線を照射するものであり、電子線発生部と照射室と照射口とを備えるものである。
電子線発生部は、電子線を発生するターミナルと、ターミナルで発生した電子線を真空空間(加速空間)で加速する加速管とを有するものである。また電子線発生部の内部は、電子が気体分子と衝突してエネルギーを失うことを防ぐため、真空ポンプのような機器により10−3[Pa]〜10−4[Pa]程度の真空に保たれている。
電源によりフィラメントに電流を通じて加熱するとフィラメントは熱電子を放出し、この熱電子のうち、ターミナルを通過したものだけが電子線として有効に取り出される。そして、電子線は加速電圧により加速管内の加速空間で加速された後、照射口箔を突き抜け、照射口の下方の照射室内を搬送される弾性ローラに照射される。
弾性ローラに電子線を照射する場合には、照射室の内部は窒素雰囲気または空気雰囲気としている。また、弾性ローラはローラ回転用部材で回転させて照射室内を搬送手段により、移動および通過可能な状態である。尚、電子線発生部および照射室の周囲は電子線照射時に二次的に発生するX線が外部へ漏出しないように、鉛遮蔽が施されている。
照射口箔は金属箔からなり、電子線発生部内の真空雰囲気と照射室内の空気雰囲気とを仕切るものであり、また照射口箔を介して照射室内に電子線を取り出すものである。弾性ローラの照射に電子線を応用する場合には、弾性ローラが電子線を照射される照射室の内部は窒素雰囲気または空気雰囲気である。そのため、電子線発生部と照射室との境界に設ける照射口箔には、ピンホールがなく、電子線発生部内の真空雰囲気を十分維持できる機械的強度があり、しかも、電子線が透過しやすいように比重が小さく肉厚の薄い金属が望ましい。例えば、照射口箔に使用される金属として厚さ約5μm〜15μm程度のTiがよく使用される。
例えば、最大加速電圧150kV・最大電子電流40mAの電子線照射装置(岩崎電気株式会社製)が用いられる。また、照射時には窒素雰囲気または空気雰囲気で行なうが、窒素雰囲気下での照射が好ましく、酸素濃度500ppm以下の環境が好ましい。
The adjustment of the integrated amount of ultraviolet light can be performed by parameters such as irradiation time, lamp output, and distance between the lamp and the irradiated object. Moreover, you may give a gradient to integrated light quantity within irradiation time.
In the case of using a low-pressure mercury lamp, the integrated light amount of ultraviolet rays can be measured using an ultraviolet integrated light amount meter UIT-150-A or UVD-S254 manufactured by USHIO INC. When an excimer UV lamp is used, the integrated light quantity of ultraviolet rays can be measured using an ultraviolet integrated light quantity meter UIT-150-A or VUV-S172 manufactured by USHIO INC.
For example, an electron beam irradiation apparatus irradiates an electron beam onto the surface of an elastic layer while rotating an elastic roller, and includes an electron beam generation unit, an irradiation chamber, and an irradiation port.
The electron beam generator includes a terminal that generates an electron beam and an acceleration tube that accelerates the electron beam generated at the terminal in a vacuum space (acceleration space). The inside of the electron beam generator is kept at a vacuum of about 10 −3 [Pa] to 10 −4 [Pa] by a device such as a vacuum pump in order to prevent electrons from colliding with gas molecules and losing energy. I'm leaning.
When a filament is heated by a power source through a current, the filament emits thermoelectrons, and only those thermoelectrons that have passed through the terminal are effectively extracted as electron beams. Then, the electron beam is accelerated in the acceleration space in the accelerating tube by the acceleration voltage, then penetrates the irradiation port foil, and is irradiated to the elastic roller conveyed in the irradiation chamber below the irradiation port.
When the elastic roller is irradiated with an electron beam, the inside of the irradiation chamber is a nitrogen atmosphere or an air atmosphere. Further, the elastic roller is rotated by a roller rotating member and can be moved and passed by the conveying means in the irradiation chamber. In addition, the surroundings of the electron beam generator and the irradiation chamber are shielded from lead so that X-rays that are secondarily generated during electron beam irradiation do not leak to the outside.
The irradiation port foil is made of a metal foil, and partitions the vacuum atmosphere in the electron beam generator and the air atmosphere in the irradiation chamber, and takes out the electron beam into the irradiation chamber through the irradiation port foil. When an electron beam is applied to the irradiation of the elastic roller, the inside of the irradiation chamber where the elastic roller is irradiated with the electron beam is a nitrogen atmosphere or an air atmosphere. Therefore, the irradiation port foil provided at the boundary between the electron beam generating part and the irradiation chamber has no pinhole, has a mechanical strength that can sufficiently maintain the vacuum atmosphere in the electron beam generating part, and easily transmits the electron beam. Thus, a metal having a small specific gravity and a small thickness is desirable. For example, Ti having a thickness of about 5 μm to 15 μm is often used as a metal used for the irradiation port foil.
For example, an electron beam irradiation device (manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) having a maximum acceleration voltage of 150 kV and a maximum electron current of 40 mA is used. Further, the irradiation is performed in a nitrogen atmosphere or an air atmosphere, but irradiation in a nitrogen atmosphere is preferable, and an environment having an oxygen concentration of 500 ppm or less is preferable.

尚、電子線の線量は、下記で定義される。
線量(kGy)=[装置定数K×電子電流(mA)]/処理スピード(m/min)
The electron beam dose is defined below.
Dose (kGy) = [equipment constant K × electron current (mA)] / processing speed (m / min)

ここで、装置定数Kは、装置個々の効率を表す定数であって、装置の性能の指標となる。例えば本来、電子線照射装置では、K=18以上とする必要がある。したがって、一定の電子電流と処理スピードに対して、加速電圧を変えて線量を測定し、これから得られる装置定数Kが所定の値以上になるような加速電圧を求めることより、加速電圧についての制限が得られる。
電子線の線量については、表面処理の効果に応じて適宜選択すれば良い。その調節は、電子電流、処理スピードのいずれでも行なう事が可能であり、所望の線量が得られるように決めればよい。
Here, the device constant K is a constant representing the efficiency of each device, and serves as an index of device performance. For example, in an electron beam irradiation apparatus, it is originally necessary to set K = 18 or more. Therefore, for a certain electron current and processing speed, the acceleration voltage is changed, the dose is measured, and the acceleration voltage is determined by obtaining the acceleration voltage so that the device constant K obtained from this is a predetermined value or more. Is obtained.
What is necessary is just to select suitably about the dose of an electron beam according to the effect of surface treatment. The adjustment can be performed using either the electronic current or the processing speed, and may be determined so as to obtain a desired dose.

本発明の導電性弾性ローラの製造方法に用いる材料について説明する。   The material used for the manufacturing method of the electroconductive elastic roller of this invention is demonstrated.

[導電性の軸芯体]
本発明の導電性弾性ローラに用いられる導電性の軸芯体は、導電性を有し、その上に設けられる弾性体層を支持する機能を有するものである。材料としては、例えば、鉄、銅、ステンレス、アルミニウム、ニッケルのような金属やその合金を挙げることができる。
[Conductive shaft core]
The conductive shaft core used in the conductive elastic roller of the present invention has conductivity and has a function of supporting an elastic layer provided thereon. Examples of the material include metals such as iron, copper, stainless steel, aluminum, and nickel, and alloys thereof.

[弾性体層]
(弾性体層の材料)
弾性体層は、例えば、ゴムに中空粒子や導電剤を分散したゴム混合物を用いて製造する。ゴムとしては、以下のものが挙げられる。エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム、イソプレンゴム、ブチルゴムのような合成ゴムが挙げられる。または、スチレン・ブタジエン・スチレン−ブロックコポリマー、スチレン・エチレン・ブチレン・スチレン−ブロックコポリマーのような熱可塑性エラストマーが挙げられる。また、これらのゴムを単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
[Elastic layer]
(Elastic layer material)
The elastic body layer is manufactured using, for example, a rubber mixture in which hollow particles and a conductive agent are dispersed in rubber. Examples of the rubber include the following. Examples include synthetic rubbers such as epichlorohydrin rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chloroprene rubber, urethane rubber, styrene-butadiene rubber, ethylene-propylene-diene rubber, isoprene rubber, and butyl rubber. Alternatively, thermoplastic elastomers such as styrene / butadiene / styrene block copolymers and styrene / ethylene / butylene / styrene block copolymers may be used. Moreover, these rubber | gum can be used individually or in combination of 2 or more types.

(中空粒子)
本発明に使用する導電性弾性ローラの弾性体層は、中空粒子が含有されている。中空粒子としては、粒子の内部が気泡となっている粒子を用いても良いし、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、中空粒子となるいわゆる熱膨張性マイクロカプセルを用いても良い。熱膨張性マイクロカプセルを本発明に用いる場合、あらかじめ熱膨張マイクロカプセルを加熱し、既膨張としたマイクロカプセルを用いることができる。また弾性体層に加圧と除圧を繰り返し行なう工程において、弾性体層を加熱することで、シェルとなる熱可塑性樹脂を膨張させつつ、加圧と除圧を繰り返し行なってもよい。成形時の温度条件によって、カプセルが溶融したり、破裂したりすることなくシェル構造を維持した状態で成形することができる。
中空粒子のシェルに用いる熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂が挙げられる。例えば、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、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類、メタクリル酸エステル樹脂類が挙げられる。この中でも、ガス透過性が低く、高い反発弾性を示す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を用いることが好ましい。これら熱可塑性樹脂は、単独で、または2種以上用いることができる。更に、これら熱可塑性樹脂の単量体を共重合させ、共重合体として用いても良い。
熱膨張性マイクロカプセルを用いる場合、カプセルに内包させる物質としては、中空粒子のシェルの軟化点以下の温度でガスになって膨張するもので、例えばプロパン、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、イソペンタンのような低沸点液体、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、イソヘプタン、イソオクタン、ノルマルデカン、イソデカンのような高沸点液体が多く用いられる。
(Hollow particles)
The elastic body layer of the conductive elastic roller used in the present invention contains hollow particles. As the hollow particles, particles in which the inside of the particles are bubbles may be used, or the so-called thermal expansibility that includes the inclusion substance inside the particle and expands the inclusion substance by applying heat to become a hollow particle. Microcapsules may be used. When the thermally expandable microcapsule is used in the present invention, a microcapsule that has been previously expanded by heating the thermally expanded microcapsule in advance can be used. In the step of repeatedly applying pressure and pressure to the elastic layer, the pressure and pressure may be repeatedly applied while the elastic layer is heated to expand the thermoplastic resin serving as the shell. Depending on the temperature conditions at the time of molding, the capsule can be molded while maintaining the shell structure without melting or rupturing.
Examples of the thermoplastic resin used for the shell of the hollow particles include known thermoplastic resins. Examples thereof include acrylonitrile resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, methacrylic acid resin, styrene resin, urethane resin, amide resin, methacrylonitrile resin, acrylic acid resin, acrylic ester resin, and methacrylic ester resin. Among these, it is preferable to use a thermoplastic resin composed of at least one selected from acrylonitrile resin, vinylidene chloride resin, and methacrylonitrile resin having low gas permeability and high resilience. These thermoplastic resins can be used alone or in combination of two or more. Furthermore, these thermoplastic resin monomers may be copolymerized and used as a copolymer.
When using a thermally expandable microcapsule, the substance encapsulated in the capsule is one that expands as a gas at a temperature below the softening point of the shell of the hollow particles. For example, propane, propylene, butene, normal butane, isobutane, normal Low boiling liquids such as pentane and isopentane, and high boiling liquids such as normal hexane, isohexane, normal heptane, normal octane, isoheptane, isooctane, normal decane and isodecane are often used.

これら熱膨張性マイクロカプセルは、懸濁重合法、界面重合法、界面沈殿法、液中乾燥法といった公知の製法により製造することができる。
中空粒子の体積平均粒径については、特に限定はないが、好ましくは5μm〜1000μm、特に好ましくは10μm〜500μmである。
These thermally expandable microcapsules can be produced by a known production method such as a suspension polymerization method, an interfacial polymerization method, an interfacial precipitation method, or a submerged drying method.
Although there is no limitation in particular about the volume average particle diameter of a hollow particle, Preferably they are 5 micrometers-1000 micrometers, Especially preferably, they are 10 micrometers-500 micrometers.

中空粒子としては、例えば、ペンタン、ヘキサンをカプセルに内包させる物質とし、気体透過性の低い塩化ビニリデン樹脂やアクリロニトリル樹脂をシェルとする熱膨張性マイクロカプセルが挙げられる。本発明においては、前述したとおり、加圧と除圧を繰り返し行なう工程により弾性体層中に含まれる中空粒子の形状が変形および復元を繰り返す必要がある。こうしたことから、弾性体層中に含まれる気体を膨張させるため、単泡を含む弾性体層を製造するに有効である熱膨張性マイクロカプセルを用いることが好ましい。   Examples of the hollow particles include thermally expandable microcapsules in which pentane and hexane are encapsulated in a capsule and vinylidene chloride resin or acrylonitrile resin having low gas permeability is used as a shell. In the present invention, as described above, the shape of the hollow particles contained in the elastic layer needs to be repeatedly deformed and restored by the process of repeatedly applying and removing pressure. For these reasons, in order to expand the gas contained in the elastic layer, it is preferable to use a thermally expandable microcapsule that is effective for producing an elastic layer containing single bubbles.

(導電剤)
導電剤を適宜使用することによって、弾性ローラの導電性を所定の値にすることができる。導電剤として電子導電性フィラーの種類および使用量を適宜選択することによって弾性ローラの電気抵抗値を調整することができる。
また、天然グラファイトおよび人造グラファイトのようなグラファイト、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛のような金属酸化物系導電性粒子、アルミニウム、鉄、銅、銀のような金属系導電性粒子を挙げることができる。また、これら電子導電性フィラーは、単独でまたは2種以上組み合わせて用いることができる。
(Conductive agent)
By appropriately using a conductive agent, the conductivity of the elastic roller can be set to a predetermined value. The electric resistance value of the elastic roller can be adjusted by appropriately selecting the type and amount of the electronic conductive filler as the conductive agent.
Examples include graphite such as natural graphite and artificial graphite, metal oxide conductive particles such as titanium oxide, tin oxide and zinc oxide, and metal conductive particles such as aluminum, iron, copper and silver. it can. These electronic conductive fillers can be used alone or in combination of two or more.

また導電性ポリマー、イオン導電剤のような導電物質を前記の電子導電性フィラーと併用して弾性ローラに導電性を付与しても良い。   Further, a conductive substance such as a conductive polymer or an ionic conductive agent may be used in combination with the electronic conductive filler to impart conductivity to the elastic roller.

(添加剤)
またゴム混合物には、無機または有機の充填剤や架橋剤のような添加剤を添加してもよい。
(Additive)
Further, an additive such as an inorganic or organic filler or a crosslinking agent may be added to the rubber mixture.

[表面層]
(表面層の材料)
表面層に用いるバインダー樹脂としては、公知のバインダーを採用することができる。例えば、樹脂、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムのようなゴムを挙げることができる。
樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のような樹脂が使用できる。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、シリコーン樹脂、ブチラール樹脂がより好ましい。
合成ゴムとしては、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(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−ブタジエン共重合ゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)、アクリルゴムおよびエピクロルヒドリンゴムが使用できる。
表面層に導電性が必要な場合、弾性体層と同様にイオン導電剤、電子導電性フィラーのような導電剤を加え、調整することができる。
[Surface layer]
(Surface layer material)
As the binder resin used for the surface layer, a known binder can be employed. Examples thereof include resins, natural rubber, vulcanized products thereof, and rubbers such as synthetic rubber.
As the resin, a resin such as a thermosetting resin or a thermoplastic resin can be used. Among these, fluorine resin, polyamide resin, acrylic resin, polyurethane resin, silicone resin, and butyral resin are more preferable.
Synthetic rubbers include ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), styrene-butadiene copolymer rubber (SBR), silicone rubber, urethane rubber, isoprene rubber (IR), butyl rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber (NBR). Chloroprene rubber (CR), acrylic rubber and epichlorohydrin rubber can be used.
When the surface layer needs to be conductive, it can be adjusted by adding a conductive agent such as an ionic conductive agent or an electronic conductive filler in the same manner as the elastic layer.

[電子写真装置]
本発明に従い製造した導電性弾性ローラを帯電ローラとして備えた電子写真装置の一例の概略構成図を図7に示す。
電子写真装置は、感光体や、感光体を帯電する帯電装置、露光を行なう潜像形成装置、トナー像に現像する現像装置、転写材に転写する転写装置、感光体上の転写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のような装置から構成されている。
電子写真感光体(感光体)701は、導電性の軸芯体上に感光層を有する回転ドラム型である。感光体は矢示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。
帯電装置は、感光体701に所定の押圧力で当接されることにより接触配置される接触式の帯電ローラ702を有する。帯電ローラ702は、感光体の回転に従い回転する従動回転であり、帯電用の電源712から所定の電圧を印加することにより、感光体を所定の電位に帯電する。感光体701に静電潜像を形成する潜像形成装置708は、例えばレーザービームスキャナーのような露光装置が用いられる。一様に帯電された感光体に画像情報に対応した露光を行なうことにより、静電潜像が形成される。
現像装置は、感光体701に近接または接触して配設される現像ローラ703を有する。感光体帯電極性と同極性に静電的処理されたトナーを反転現像により、静電潜像をトナー像に可視化現像する。
転写装置は、接触式の転写ローラ705を有する。感光体からトナー像を普通紙のような印刷メディア704(印刷メディアは、搬送部材を有する給紙システムにより搬送される。)に転写する。
クリーニング装置は、ブレード型のクリーニング部材707、回収容器を有し、転写した後、感光体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。
定着装置706は、加熱されたローラのような部材で構成され、転写されたトナー像を印刷メディア704に定着し、機外に排出する。
[Electrophotographic equipment]
FIG. 7 shows a schematic configuration diagram of an example of an electrophotographic apparatus provided with a conductive elastic roller manufactured according to the present invention as a charging roller.
An electrophotographic apparatus collects a photosensitive member, a charging device that charges the photosensitive member, a latent image forming device that performs exposure, a developing device that develops a toner image, a transfer device that transfers to a transfer material, and a transfer toner on the photosensitive member. The apparatus includes a cleaning device and a fixing device for fixing a toner image.
The electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) 701 is a rotary drum type having a photosensitive layer on a conductive shaft core. The photoreceptor is driven to rotate in the direction of the arrow at a predetermined peripheral speed (process speed).
The charging device includes a contact-type charging roller 702 that is placed in contact with the photosensitive member 701 by contacting the photoreceptor 701 with a predetermined pressing force. The charging roller 702 is driven rotation that rotates in accordance with the rotation of the photosensitive member, and charges the photosensitive member to a predetermined potential by applying a predetermined voltage from a charging power source 712. As the latent image forming apparatus 708 that forms an electrostatic latent image on the photoreceptor 701, an exposure apparatus such as a laser beam scanner is used. An electrostatic latent image is formed by performing exposure corresponding to image information on a uniformly charged photoconductor.
The developing device has a developing roller 703 disposed close to or in contact with the photoreceptor 701. The toner electrostatically processed to the same polarity as the photosensitive member charge polarity is developed by reversal development to visualize and develop the electrostatic latent image into a toner image.
The transfer device has a contact-type transfer roller 705. The toner image is transferred from the photoconductor to a print medium 704 such as plain paper (the print medium is conveyed by a paper feed system having a conveyance member).
The cleaning device has a blade-type cleaning member 707 and a recovery container, and after transferring, mechanically scrapes and recovers transfer residual toner remaining on the photosensitive member.
Here, it is possible to omit the cleaning device by adopting a development simultaneous cleaning system in which the transfer device collects the transfer residual toner.
The fixing device 706 is configured by a member such as a heated roller, and fixes the transferred toner image on the print medium 704 and discharges it outside the apparatus.

上記で説明した本発明の導電性弾性ローラの製造方法を、具体的な実施例と比較例とによりさらに更に詳細に説明するが、これらは、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。   The manufacturing method of the conductive elastic roller of the present invention described above will be described in further detail with reference to specific examples and comparative examples, but these do not limit the technical scope of the present invention. .

以下に、上記で説明した本発明の導電性弾性ローラの製造方法を具体的に説明する。   Below, the manufacturing method of the electroconductive elastic roller of this invention demonstrated above is demonstrated concretely.

<製造例1〜4>
本発明に係る中空粒子1〜4を以下のように調製した。
<Production Examples 1-4>
Hollow particles 1 to 4 according to the present invention were prepared as follows.

<製造例1>[中空粒子1の作製]
重合反応容器に、イオン交換水8000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0.3質量部とを添加し、水溶性分散媒体を調製した。
次いで、原料モノマーとしてアクリロニトリル樹脂200質量部と、内包物質としてノルマルヘキサン25質量部と、重合開始剤としてジクミルパーオキシド1.5質量部と、架橋物質としてメチルメタアクリレート1.0質量部とからなる油性混合液を水溶性分散媒体に添加し、更に水酸化ナトリウム0.8質量部を添加することにより、分散液を調製した。
得られた分散液を、ホモジナイザーを用いて攪拌混合し、窒素置換した重合反応容器内へ仕込み、加圧し、60℃で20時間反応させることにより、反応生成物を調製した。得られた反応生成物について、ろ過および洗浄を繰り返した後、乾燥して製造例1の熱膨張性マイクロカプセルとして中空粒子1を得た。得られた中空粒子1の体積平均粒径は、分級することにより12μmとした。
<Production Example 1> [Preparation of hollow particles 1]
To the polymerization reaction vessel, 8000 parts by mass of ion-exchanged water, 9 parts by mass of colloidal silica and 0.3 parts by mass of polyvinylpyrrolidone as a dispersion stabilizer were added to prepare a water-soluble dispersion medium.
Next, from 200 parts by mass of acrylonitrile resin as a raw material monomer, 25 parts by mass of normal hexane as an inclusion substance, 1.5 parts by mass of dicumyl peroxide as a polymerization initiator, and 1.0 part by mass of methyl methacrylate as a crosslinking substance The resulting oily mixture was added to a water-soluble dispersion medium, and 0.8 parts by mass of sodium hydroxide was further added to prepare a dispersion.
The obtained dispersion was stirred and mixed using a homogenizer, charged into a nitrogen-substituted polymerization reaction vessel, pressurized, and reacted at 60 ° C. for 20 hours to prepare a reaction product. The obtained reaction product was repeatedly filtered and washed, and then dried to obtain hollow particles 1 as thermally expandable microcapsules of Production Example 1. The volume average particle diameter of the obtained hollow particles 1 was set to 12 μm by classification.

<製造例2>[中空粒子2の作製]
製造例1において、原料モノマーをメタクリロニトリル樹脂とした以外は、製造例1と同様の方法で中空粒子2を作製した。得られた中空粒子2の体積平均粒径は、分級することにより15μmとした。
<Production Example 2> [Preparation of hollow particles 2]
In Production Example 1, hollow particles 2 were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the raw material monomer was methacrylonitrile resin. The volume average particle diameter of the obtained hollow particles 2 was set to 15 μm by classification.

<製造例3>[中空粒子3の作製]
製造例1において、原料モノマーを塩化ビニリデン樹脂とした以外は、製造例1と同様の方法で中空粒子3を作製した。得られた中空粒子3の体積平均粒径は、分級することにより18μmとした。
<Production Example 3> [Preparation of hollow particles 3]
In Production Example 1, hollow particles 3 were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the raw material monomer was vinylidene chloride resin. The volume average particle diameter of the obtained hollow particles 3 was set to 18 μm by classification.

<製造例4>[中空粒子4の作製]
製造例1において、原料モノマーをスチレン樹脂とした以外は、製造例1と同様の方法で熱中空粒子4を作製した。得られた中空粒子4の体積平均粒径は、分級することにより20μmとした。
<Production Example 4> [Preparation of hollow particles 4]
In Production Example 1, hot hollow particles 4 were produced in the same manner as in Production Example 1 except that the raw material monomer was styrene resin. The volume average particle size of the obtained hollow particles 4 was set to 20 μm by classification.

<製造例5〜35>
導電性ローラ5〜35を以下のように製造した。
<Production Examples 5 to 35>
Conductive rollers 5 to 35 were manufactured as follows.

<製造例5>[導電性弾性ローラ5の作製]
(弾性体層の作製)
下記に示す成分を80℃に調節した密閉型ミキサーにて15分間混練した。
NBR 100質量部
(結合アクリロニトリル量 35% ムーニー粘度 32)
酸化亜鉛 5質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
炭酸カルシウム 25質量部
セバシン酸ポリエステル 10質量部
カーボンブラック1 40質量部
(平均粒子径:28nm、DBP吸油量87cm/100g)
これに、下記に示す成分を、25℃に冷却した二本ロール機にて20分間混錬し、未加硫ゴム混合物を得た。
粉末硫黄 1.2質量部
ジベンゾチアジルジスルフィド(DM) 1質量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド(TS) 1質量部
中空粒子1(製造例1) 12質量部
直径6mm、長さ258mmのステンレス製棒に、熱硬化性接着剤(商品名:「メタロックU−20」、東洋化学研究所製)をあらかじめ両端部12mmを除いた領域に塗布し、180℃に調節した熱風炉内にて30分間静置して導電性の軸芯体を得た。
続いて、図1(a)および図3に示すクロスヘッドを具備する押出成形装置を用いた。汎用のゴム用押出機(商品名:「ベント付き押出機」、三葉製作所製;スクリュー直径が45mm、L/D=20押出機、Lはスクリュー長さ、Dはスクリュー直径)を使用した。スクリューのフライト形状は、ベントゾーンを除く箇所についてフルフライト形状とした。押出時の温調はヘッドの温度を90℃、シリンダ301の温度を90℃、スクリュー302の温度を90℃とした。
クロスヘッドの環状流路の形状は、押出流れ方向に垂直な断面を円環状とした。環状流路は、図3に示すように、押出機側の入口側は内径Aがφ68mm、外径aがφ102mmであり、口金側は内径Bがφ18mm、外径bがφ50mmである、一様に円環の断面積が減少するテーパ型とした。環状流路の長さは130mmとした。
内側ダイ312の貫通孔314の一端には、導電性の軸芯体202を連続的に供給するための送りロール321を設置した。前記送りロールは図示しないモータに接続されて回転力を付与されている。
クロスヘッドの先端には、内径がφ9.8mmの口金318を装着した。押出機101(図1(a))による未加硫ゴム組成物の吐出速度(単位時間あたりの押出量)を所定の弾性ローラ予備成形体の外径となるように押出機のスクリュー回転数を10.5rpmとした。
導電性の軸芯体を中心軸として同軸上に円筒状のゴム混合物を被覆して、ゴム混合物層の外径がφ9.4mmである弾性ローラ予備成形体を得た。
図4に示す加圧装置を用いて、前記の弾性ローラ予備成形体に加圧および除圧を繰り返す工程を行なった。このとき加圧力を4.9N、振幅を2.9Nとした。
<Production Example 5> [Production of Conductive Elastic Roller 5]
(Production of elastic layer)
The components shown below were kneaded for 15 minutes in a closed mixer adjusted to 80 ° C.
NBR 100 parts by mass
(Bound acrylonitrile content 35% Mooney viscosity 32)
5 parts by mass of zinc oxide
1 part by weight of zinc stearate
25 parts by weight of calcium carbonate
Sebacic acid polyester 10 parts by mass
40 parts by mass of carbon black 1
(Average particle size: 28nm, DBP oil absorption of 87cm 3/100 g)
The components shown below were kneaded with a two-roll mill cooled to 25 ° C. for 20 minutes to obtain an unvulcanized rubber mixture.
1.2 parts by weight of sulfur powder
Dibenzothiazyl disulfide (DM) 1 part by mass
Tetramethylthiuram monosulfide (TS) 1 part by mass
Hollow particles 1 (Production Example 1) 12 parts by mass
A thermosetting adhesive (trade name: “Metaloc U-20”, manufactured by Toyo Chemical Laboratories) was applied to a stainless steel rod having a diameter of 6 mm and a length of 258 mm in advance to the area excluding both ends 12 mm, and the temperature was adjusted to 180 ° C. It left still for 30 minutes in the adjusted hot stove, and obtained the electroconductive shaft core.
Subsequently, an extrusion molding apparatus including the crosshead shown in FIGS. 1 (a) and 3 was used. A general-purpose rubber extruder (trade name: “extruder with vent”, manufactured by Mitsuba Seisakusho; screw diameter: 45 mm, L / D = 20 extruder, L: screw length, D: screw diameter) was used. The flight shape of the screw was a full flight shape except for the vent zone. The temperature control during extrusion was 90 ° C. for the head temperature, 90 ° C. for the cylinder 301, and 90 ° C. for the screw 302.
As for the shape of the circular flow path of the cross head, the cross section perpendicular to the extrusion flow direction was circular. As shown in FIG. 3, the annular flow path has an inner diameter A of 68 mm and an outer diameter a of 102 mm on the inlet side on the extruder side, and an inner diameter B of 18 mm and an outer diameter b of 50 mm on the base side. The taper type has a reduced cross-sectional area of the ring. The length of the annular channel was 130 mm.
A feed roll 321 for continuously supplying the conductive shaft core 202 was installed at one end of the through hole 314 of the inner die 312. The feed roll is connected to a motor (not shown) and is given a rotational force.
A base 318 having an inner diameter of 9.8 mm was attached to the tip of the crosshead. The screw speed of the extruder is set so that the discharge speed (the amount of extrusion per unit time) of the unvulcanized rubber composition by the extruder 101 (FIG. 1 (a)) becomes the outer diameter of a predetermined elastic roller preform. 10.5 rpm.
A cylindrical rubber mixture was coaxially coated with the conductive shaft core as the central axis to obtain an elastic roller preform with an outer diameter of the rubber mixture layer of φ9.4 mm.
Using the pressurizing apparatus shown in FIG. 4, the process of repeating pressurization and depressurization on the elastic roller preform was performed. At this time, the applied pressure was 4.9 N, and the amplitude was 2.9 N.

この弾性ローラ予備成形体を、160℃に調節した熱風炉内にて60分間加熱し、加硫を行ない、端部未切断弾性ローラを得た。   This elastic roller preform was heated in a hot air oven adjusted to 160 ° C. for 60 minutes and vulcanized to obtain an end-uncut elastic roller.

本実施例ではこの端部未切断弾性ローラの弾性体層の両端部を切断し、端部切断後未研磨弾性ローラを得た。弾性体層の長さは228mmであった。円筒研磨機を用いて、端部切断後の未研磨弾性ローラの外周面を研磨して、外径8.5mmに調整した。   In this example, both ends of the elastic body layer of this end uncut elastic roller were cut, and an unpolished elastic roller was obtained after the end was cut. The length of the elastic layer was 228 mm. A cylindrical polishing machine was used to polish the outer peripheral surface of the unpolished elastic roller after end cutting and adjust the outer diameter to 8.5 mm.

(クラウン量の測定方法)
外径測定機としては、(商品名:「LS−7500(コントローラ)」および「LS−7030M(測定部)」、キーエンス社製)を用いた。弾性体層の長手方向の中央部(114mm)と、中央部より両端方向に各90mm部(24mm、204mm)の3箇所の外径を測定した。中央部の外径をD2、両端方向に各90mm部の外径をそれぞれD1、D3とし、クラウン量Dは、D=(D2 −(D1 +D3 )/2)として算出した。その結果、クラウン量は100μmであった。
(Crown amount measurement method)
As the outer diameter measuring device, (trade names: “LS-7500 (controller)” and “LS-7030M (measurement unit)”, manufactured by Keyence Corporation) were used. Three outer diameters were measured: a central part (114 mm) in the longitudinal direction of the elastic body layer and 90 mm parts (24 mm, 204 mm) in both end directions from the central part. The outer diameter of the central part was D2, the outer diameters of each 90 mm part in both end directions were D1 and D3, respectively, and the crown amount D was calculated as D = (D2− (D1 + D3) / 2). As a result, the crown amount was 100 μm.

(表面層の作製)
表面層である表層1を次のように作製した。
カプロラクトン変性アクリルポリオール溶液にメチルイソブチルケトンを加え、固形分が18質量%となるよう調整した。
この溶液555.6質量部(アクリルポリオール固形分100質量部)に対して、下記成分を加え、ウレタン樹脂の混合溶液を調整した。
カーボンブラック 20質量部
(一次粒子径22nm、DBP吸油量100ml/g)
酸化チタン粒子 20質量部
変性ジメチルシリコーンオイル(*1) 0.08質量部
ブロックイソシアネート混合物(*2) 80.14質量部
このとき、ブロックイソシアネート混合物は、イソシアネート量としては「NCO/OH=1.0」となる量であった。
(*1)変性ジメチルシリコーンオイル「SH28PA」(商品名、東レ・ダウコーニングシリコーン株式会社製)
(*2)ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の7:3混合物
内容積450mLのガラス瓶に上記混合溶液200gを、メディアとしての平均粒径0.8mmのガラスビーズ200gと共に入れ、ペイントシェーカー分散機を用いて12時間分散した。
分散した後、ガラスビーズを除去して表面層用塗布溶液を得た。
上記表面層用塗布溶液を用いて、図示しない塗布装置を用いて、弾性ローラに1回ディッピング塗布を行った。ここで、ディッピング塗布は以下の通りである。浸漬時間9秒、ディッピング塗布引き上げ速度は、初期速度20mm/s、最終速度2mm/s、その間は時間に対して直線的に速度を変化させて行った。塗布後に常温で30分間以上風乾し、熱風循環乾燥機にて80℃で1時間、更に160℃で1時間乾燥し、弾性体層上に表面層を形成した導電性弾性ローラ5を得た。
(Preparation of surface layer)
The surface layer 1 which is a surface layer was produced as follows.
Methyl isobutyl ketone was added to the caprolactone-modified acrylic polyol solution to adjust the solid content to 18% by mass.
The following components were added to 555.6 parts by mass of this solution (100 parts by mass of acrylic polyol solid content) to prepare a mixed solution of urethane resin.
20 parts by mass of carbon black
(Primary particle diameter 22nm, DBP oil absorption 100ml / g)
Titanium oxide particles 20 parts by mass
Modified dimethyl silicone oil (* 1) 0.08 parts by mass
Block isocyanate mixture (* 2) 80.14 parts by mass
At this time, the blocked isocyanate mixture was such that the amount of isocyanate was “NCO / OH = 1.0”.
(* 1) Modified dimethyl silicone oil “SH28PA” (trade name, manufactured by Toray Dow Corning Silicone Co., Ltd.)
(* 2) 7: 3 mixture of each butanone oxime block of hexamethylene diisocyanate (HDI) and isophorone diisocyanate (IPDI)
200 g of the above mixed solution was placed in a glass bottle having an inner volume of 450 mL together with 200 g of glass beads having an average particle diameter of 0.8 mm as a medium, and dispersed for 12 hours using a paint shaker disperser.
After the dispersion, the glass beads were removed to obtain a surface layer coating solution.
Using the above surface layer coating solution, dipping coating was performed once on the elastic roller using a coating apparatus (not shown). Here, the dipping coating is as follows. The immersion time was 9 seconds, the dipping coating lifting speed was an initial speed of 20 mm / s and a final speed of 2 mm / s, and the speed was changed linearly with respect to the time. After coating, the film was air-dried at room temperature for 30 minutes or more, and dried with a hot air circulating drier at 80 ° C. for 1 hour and further at 160 ° C. for 1 hour to obtain a conductive elastic roller 5 having a surface layer formed on the elastic layer.

<製造例6〜15>[導電性弾性ローラ6〜15の作製]
加圧と除圧の処理条件を表1に示す通りにした以外は、製造例5と同様に導電性弾性ローラ6〜15を製造した。
<Production Examples 6-15> [Production of Conductive Elastic Rollers 6-15]
Conductive elastic rollers 6 to 15 were produced in the same manner as in Production Example 5 except that the treatment conditions for pressurization and pressure removal were as shown in Table 1.

<製造例16〜30>[導電性弾性ローラ16〜30の作製]
製造例5において、加圧と除圧の処理条件を表1に示すとおりにし、表2に示すゴム組成物を用いた以外は、製造例5と同様にして導電性弾性ローラ16〜30を得た。
表2において下記材料をそれぞれ使用した。
エピクロルヒドリンゴム(ヒドリン)(商品名:エピオンON301、ダイソー社製)
EPDM(商品名:エスプレンEPDM505A、住友化学工業社製)
SBR(商品名:SBR1500、JSR社製)
中空粒子2(製造例2)
中空粒子3(製造例3)
中空粒子4(製造例4)
カーボンブラック2(商品名:シーストS、東海カーボン社製)
カーボンブラック3(商品名:シーストGSO、東海カーボン社製)
四級アンモニウム塩(商品名:アデカサイザーLV70、旭電化工業社製)
<Production Examples 16 to 30> [Production of Conductive Elastic Rollers 16 to 30]
In Production Example 5, conductive elastic rollers 16 to 30 were obtained in the same manner as in Production Example 5 except that the treatment conditions for pressurization and depressurization were as shown in Table 1 and the rubber composition shown in Table 2 was used. It was.
In Table 2, the following materials were used.
Epichlorohydrin rubber (hydrin) (trade name: Epion ON301, manufactured by Daiso Corporation)
EPDM (trade name: Espren EPDM505A, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
SBR (trade name: SBR1500, manufactured by JSR)
Hollow particles 2 (Production Example 2)
Hollow particles 3 (Production Example 3)
Hollow particles 4 (Production Example 4)
Carbon black 2 (trade name: Seast S, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
Carbon black 3 (trade name: Seast GSO, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.)
Quaternary ammonium salt (trade name: Adeka Sizer LV70, manufactured by Asahi Denka Kogyo Co., Ltd.)

<製造例31>[導電性弾性ローラ31の作製]
製造例5において、表層1を下記の表層2と変更した以外は、製造例5と同様に導電性弾性ローラ31を製造した。
表層2は次のように作製した。
波長250nm近傍の紫外線ランプを当該弾性ローラ軸方向と平行に設置して、当該弾性ローラを円周方向に回転させながら254nmの波長の紫外線の積算光量が9000mJ/cmになるように2分間照射して、表面に紫外線処理層を形成した。このようにして導電性弾性ローラ31を得た。なお、紫外線照射には低圧水銀ランプ(商品名:「QLC500」、ハリソン東芝ライティング(株)社製)を用いた。
<Production Example 31> [Production of Conductive Elastic Roller 31]
In Production Example 5, a conductive elastic roller 31 was produced in the same manner as in Production Example 5 except that the surface layer 1 was changed to the following surface layer 2.
The surface layer 2 was produced as follows.
An ultraviolet lamp having a wavelength of about 250 nm is installed in parallel with the elastic roller axial direction, and the elastic roller is rotated in the circumferential direction, and irradiation is performed for 2 minutes so that the cumulative amount of ultraviolet light having a wavelength of 254 nm is 9000 mJ / cm 2. Thus, an ultraviolet treatment layer was formed on the surface. In this way, a conductive elastic roller 31 was obtained. A low pressure mercury lamp (trade name: “QLC500”, manufactured by Harrison Toshiba Lighting Co., Ltd.) was used for ultraviolet irradiation.

<製造例32>[導電性弾性ローラ32の作製]
製造例5において、表層1を下記の表層3と変更した以外は、製造例5と同様に導電性弾性ローラ32を製造した。
表層3は次のように作製した。
最大加速電圧150kV・最大電子電流40mAの電子線照射装置(岩崎電気株式会社製)の照射口を当該弾性ローラ軸方向と平行に設置して、当該弾性ローラを円周方向に回転させながら弾性体層上に直接電子線を照射して表面に電子線処理層を形成した。このようにして導電性弾性ローラ32を得た。電子線の照射条件としては加速電圧150KV、電子電流15mA、照射時間1secとした。照射時には窒素雰囲気(酸素濃度約300ppm)で行った。弾性ローラを500rpmの回転数で回転させながら、上記照射時間になるように搬送して電子線を照射した。
<Production Example 32> [Production of Conductive Elastic Roller 32]
In Production Example 5, a conductive elastic roller 32 was produced in the same manner as in Production Example 5 except that the surface layer 1 was changed to the following surface layer 3.
The surface layer 3 was produced as follows.
An irradiation body of an electron beam irradiation apparatus (manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.) having a maximum acceleration voltage of 150 kV and a maximum electron current of 40 mA is installed in parallel with the elastic roller axial direction, and the elastic body is rotated while rotating the elastic roller in the circumferential direction. An electron beam was directly irradiated on the layer to form an electron beam treatment layer on the surface. In this way, a conductive elastic roller 32 was obtained. The electron beam irradiation conditions were an acceleration voltage of 150 KV, an electron current of 15 mA, and an irradiation time of 1 sec. The irradiation was performed in a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of about 300 ppm). While the elastic roller was rotated at a rotation speed of 500 rpm, it was conveyed so as to have the irradiation time and irradiated with an electron beam.

<製造例33>[導電性弾性ローラ33の作製]
弾性体層の表面に上層を設けた弾性体層を有する導電性弾性ローラを、以下のとおり製造した。
弾性体層となるゴム組成物としては、下記に示す成分を用いて製造例5と同様の方法でゴム組成物を得た。
ヒドリンゴム 100質量部
(エピクロルヒドリン:エチレンオキサイド:アリルグリシジルエーテル=23モル%:73モル%:4モル% ムーニー粘度 60)
酸化亜鉛 5質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
炭酸カルシウム 45質量部
セバシン酸ポリエステル 10質量部
四級アンモニウム塩 2質量部
(テトラブチルアンモニウムパークロレート)
粉末硫黄 1.2質量部
ジベンゾチアジルジスルフィド(DM) 1質量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド(TS) 1質量部
中空粒子1(製造例1) 12質量部
上層となるゴム組成物としては、下記に示す成分を用いて製造例5と同様の方法でゴム組成物を得た。
NBR(結合アクリロニトリル量 35% ムーニー粘度 32)100質量部
酸化亜鉛 5質量部
ステアリン酸亜鉛 1質量部
炭酸カルシウム 25質量部
セバシン酸ポリエステル 10質量部
カーボンブラック1 48質量部
(平均粒子径:28nm、DBP吸油量87cm/100g)
粉末硫黄 0.8質量部
ジベンゾチアジルジスルフィド(DM) 1質量部
テトラメチルチウラムモノスルフィド(TS) 1質量部
製造例5と同様にして導電性の軸芯体を得た。
続いて、図1(b)に示す二層クロスヘッドを具備する二層押出成形装置を用いて、導電性の軸芯体を中心軸として同軸上に円筒状のゴム組成物を被覆して、ゴム組成物層の外径がφ10.0mmである弾性ローラ予備成形体を得た。
これを、160℃に調節した熱風炉内にて60分間加熱し、発泡および加硫を行ない、外径がφ13.0mmである端部未切断弾性ローラを得た。製造例5と同様に円筒研磨機を用いて、端部切断後の未研磨弾性ローラの外周面を研磨して、外径12.0mmに調整した。上層の厚さは0.5mmであった。
その後は、製造例5と同様にして、導電性弾性ローラ33を得た。
<Production Example 33> [Production of Conductive Elastic Roller 33]
A conductive elastic roller having an elastic layer provided with an upper layer on the surface of the elastic layer was manufactured as follows.
As a rubber composition to be an elastic layer, a rubber composition was obtained in the same manner as in Production Example 5 using the components shown below.
100 parts by weight of hydrin rubber
(Epichlorohydrin: ethylene oxide: allyl glycidyl ether = 23 mol%: 73 mol%: 4 mol% Mooney viscosity 60)
5 parts by mass of zinc oxide
1 part by weight of zinc stearate
45 parts by weight of calcium carbonate
Sebacic acid polyester 10 parts by mass
Quaternary ammonium salt 2 parts by mass
(Tetrabutylammonium perchlorate)
1.2 parts by weight of sulfur powder
Dibenzothiazyl disulfide (DM) 1 part by mass
Tetramethylthiuram monosulfide (TS) 1 part by mass
Hollow particles 1 (Production Example 1) 12 parts by mass
As an upper layer rubber composition, a rubber composition was obtained in the same manner as in Production Example 5 using the components shown below.
NBR (bound acrylonitrile content 35% Mooney viscosity 32) 100 parts by weight
5 parts by mass of zinc oxide
1 part by weight of zinc stearate
25 parts by weight of calcium carbonate
Sebacic acid polyester 10 parts by mass
48 parts by mass of carbon black 1
(Average particle size: 28nm, DBP oil absorption of 87cm 3/100 g)
Powdered sulfur 0.8 parts by mass
Dibenzothiazyl disulfide (DM) 1 part by mass
Tetramethylthiuram monosulfide (TS) 1 part by mass
A conductive shaft core was obtained in the same manner as in Production Example 5.
Subsequently, by using a two-layer extrusion molding apparatus having a two-layer crosshead shown in FIG. 1B, a cylindrical rubber composition is coated coaxially with a conductive shaft core as a central axis, An elastic roller preform with an outer diameter of the rubber composition layer of φ10.0 mm was obtained.
This was heated in a hot air oven adjusted to 160 ° C. for 60 minutes, foamed and vulcanized to obtain an end uncut elastic roller having an outer diameter of φ13.0 mm. In the same manner as in Production Example 5, the outer peripheral surface of the unpolished elastic roller after end cutting was polished using a cylindrical grinder to adjust the outer diameter to 12.0 mm. The thickness of the upper layer was 0.5 mm.
Thereafter, in the same manner as in Production Example 5, a conductive elastic roller 33 was obtained.

<製造例34>[導電性弾性ローラ34の作製]
表1に示すように製造例5において、中空粒子1を発泡剤1としてOBSH(4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド)4質量部に変更したこと以外は、製造例5と同様にして導電性弾性ローラ34を得た。
<Production Example 34> [Production of Conductive Elastic Roller 34]
As shown in Table 1, the same procedure as in Production Example 5 was conducted except that the hollow particle 1 was changed to 4 parts by mass of OBSH (4,4′-oxybisbenzenesulfonylhydrazide) as the blowing agent 1 in Production Example 5. A conductive elastic roller 34 was obtained.

<製造例35>[導電性弾性ローラ35の作製]
製造例33において、中空粒子1を発泡剤1としてOBSH(4,4'−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジッド)4質量部に変更したこと以外は、製造例33と同様にして導電性弾性ローラ35を得た。
<Production Example 35> [Production of Conductive Elastic Roller 35]
In Production Example 33, the conductive elastic roller 35 was changed in the same manner as in Production Example 33 except that the hollow particles 1 were changed to 4 parts by mass of OBSH (4,4′-oxybisbenzenesulfonylhydrazide) as the foaming agent 1. Obtained.

Figure 2012173529
Figure 2012173529

Figure 2012173529
Figure 2012173529

〔実施例1〕
製造例5にて製造した導電性弾性ローラ5を帯電ローラとして、以下の評価を行った。
[Example 1]
The following evaluation was performed using the conductive elastic roller 5 manufactured in Manufacturing Example 5 as a charging roller.

[電気抵抗値の周方向におけるムラの評価]
導電性弾性ローラ5の周方向における電気抵抗値のムラを以下に示す方法で算出した。すなわち、図6に示すように導電性の軸芯体202の両端を、荷重のかかった軸受け602により感光体と同じ曲率の円柱形金属601に、平行になるように当接させる。この状態で、モータ(不図示)により円柱形金属601を矢印の方向に沿って回転させ、当接した導電性弾性ローラ201を従動回転させながら安定化電源603から直流電圧−200Vを印加し、このときに流れる電流を電流計604で測定した。電流計604で計測した電流値の最大値と最小値から、その比(最大値/最小値)を求めて電気抵抗値の周方向におけるムラとした。荷重は各4.9Nとし、円柱形金属は直径φ30mm、円柱形金属の回転は周速45mm/secとした。
導電性弾性ローラ5の電気抵抗値の周方向におけるムラは2.21であった。
[Evaluation of unevenness of electrical resistance value in the circumferential direction]
The unevenness of the electric resistance value in the circumferential direction of the conductive elastic roller 5 was calculated by the following method. That is, as shown in FIG. 6, both ends of the conductive shaft core 202 are brought into contact with a cylindrical metal 601 having the same curvature as that of the photosensitive member by a bearing 602 under load so as to be parallel to each other. In this state, the cylindrical metal 601 is rotated in the direction of the arrow by a motor (not shown), and a DC voltage of −200 V is applied from the stabilized power supply 603 while the conductive elastic roller 201 that is in contact with the driven elastic roller 201 is rotated. The current flowing at this time was measured with an ammeter 604. The ratio (maximum value / minimum value) was obtained from the maximum value and the minimum value of the current values measured by the ammeter 604, and was regarded as unevenness in the circumferential direction of the electrical resistance value. Each load was 4.9 N, the diameter of the cylindrical metal was 30 mm, and the rotation of the cylindrical metal was a peripheral speed of 45 mm / sec.
The unevenness in the circumferential direction of the electric resistance value of the conductive elastic roller 5 was 2.21.

[画像評価試験]
図7に示す構成を有する電子写真装置であるカラーレーザープリンタ(商品名:HP Colar LaserJet 4700dn、ヒューレット・パッカード社製)を用いた。上記プリンタを200mm/sec(A4縦出力)で記録メディアを出力できるよう改造して使用した。1次帯電の出力は、直流電圧(Vdc)が−1100Vである。画像の解像度は、600dpiである。感光体701は感光層を含む全膜厚が40μmである有機感光体ドラムを用いた。上記電子写真装置から帯電ローラを取り外し、作製した導電性弾性ローラ5をセットした。導電性弾性ローラ5は感光体に対し、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させた。この電子写真装置を高温高湿環境30℃80%RH環境に6時間置いた後、通紙耐久評価を行った。評価方法は、50000枚通紙後に、ハーフトーン画像(感光体の回転方向と長手方向に幅1ドット、間隔2ドットの直線を描いた画像)を1枚出力し、出力した画像についてスジ状の画像の評価を行った。ここで、評価の基準は以下の通りである。
ランクA;スジ状の画像の発生はない。
ランクB;ごく軽微なスジ状の画像が認められる。
ランクC;一部にスジ状の画像が帯電ローラのピッチで確認できるが、実用上問題の無い画質である。
ランクD;スジ状の画像が目立ち、画質の低下が認められる。
画像評価試験の結果、本実施例の導電性弾性ローラ5については、スジ状の画像は発生せず良好な画像が得られた。画像ランクは、ランクAであった。
[Image evaluation test]
A color laser printer (trade name: HP Color LaserJet 4700dn, manufactured by Hewlett-Packard Company) which is an electrophotographic apparatus having the configuration shown in FIG. 7 was used. The printer was used by modifying it so that it could output recording media at 200 mm / sec (A4 vertical output). The primary charging output is a DC voltage (Vdc) of −1100V. The resolution of the image is 600 dpi. As the photoreceptor 701, an organic photoreceptor drum having a total film thickness including the photosensitive layer of 40 μm was used. The charging roller was removed from the electrophotographic apparatus, and the produced conductive elastic roller 5 was set. The conductive elastic roller 5 was brought into contact with the photosensitive member by a pressing force of a spring of 4.9 N at one end and a total of 9.8 N at both ends. This electrophotographic apparatus was placed in a high-temperature and high-humidity environment at 30 ° C. and 80% RH for 6 hours, and then paper passing durability evaluation was performed. The evaluation method is to output one halftone image (an image in which a straight line having a width of 1 dot and a spacing of 2 dots is drawn in the rotation direction and the longitudinal direction of the photosensitive member) after passing through 50,000 sheets, and the output image has a streak-like shape. Images were evaluated. Here, the evaluation criteria are as follows.
Rank A: No streak-like image is generated.
Rank B: A very slight streak-like image is recognized.
Rank C: Some streaky images can be confirmed by the pitch of the charging roller, but the image quality has no practical problem.
Rank D: A streak-like image is conspicuous and a deterioration in image quality is recognized.
As a result of the image evaluation test, no streak-like image was generated for the conductive elastic roller 5 of this example, and a good image was obtained. The image rank was rank A.

〔実施例2、4〜29〕
製造例6、8〜33にて製造した導電性弾性ローラを帯電ローラとして、実施例1と同様に評価を行った。結果を表3に示す。実施例2、4〜29においては、周方向におけるムラも実施例1と同程度であり、画像評価試験においても、スジ状の画像は発生せず良好な画像が得られた。画像ランクは、ランクAであった。
[Examples 2, 4 to 29]
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the conductive elastic roller manufactured in Manufacturing Examples 6 and 8-33 as a charging roller. The results are shown in Table 3. In Examples 2, 4 to 29, the unevenness in the circumferential direction was similar to that in Example 1, and even in the image evaluation test, a streak-like image was not generated and a good image was obtained. The image rank was rank A.

〔実施例3〕
製造例7にて製造した導電性弾性ローラを帯電ローラとして、実施例1と同様に評価を行った。結果を表3に示す。実施例3においては、周方向におけるムラは実施例1と比較するとわずかに大きく、画像評価試験においても、ハーフトーンの一部にごく軽微なスジ状の画像がわずかに認められたが、実使用上問題のない画像である。画像ランクは、ランクBであった。
Example 3
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the conductive elastic roller manufactured in Manufacturing Example 7 as a charging roller. The results are shown in Table 3. In Example 3, the unevenness in the circumferential direction was slightly larger than that in Example 1, and in the image evaluation test, a very slight streak-like image was slightly observed in a part of the halftone. It is an image with no problem. The image rank was rank B.

〔比較例1、2〕
製造例34、35にて製造した導電性弾性ローラを帯電ローラとして、実施例1と同様に評価を行った。結果を表3に示す。比較例1、2においては、周方向におけるムラは実施例1と比較するとかなり大きく、画像評価試験においても、ハーフトーン画像上にスジ状の画像が目立ち、画質の低下が認められる画像であった。画像ランクは、ランクDであった。
[Comparative Examples 1 and 2]
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the conductive elastic roller manufactured in Manufacturing Examples 34 and 35 as a charging roller. The results are shown in Table 3. In Comparative Examples 1 and 2, the unevenness in the circumferential direction was considerably larger than that in Example 1, and even in the image evaluation test, streaky images were conspicuous on the halftone image, and the image quality was found to be deteriorated. . The image rank was rank D.

Figure 2012173529
Figure 2012173529

101‥‥押出機
102‥‥単層クロスヘッド
103‥‥送りロール
104‥‥単層の弾性ローラ予備成形体
105‥‥二層クロスヘッド
106‥‥二層の弾性ローラ予備成形体
201‥‥導電性弾性ローラ
202‥‥導電性の軸芯体
203‥‥導電性ゴム円筒体
204‥‥ウエルドライン
300‥‥押出機
301‥‥シリンダ
302‥‥スクリュー
303‥‥メッシュ
304‥‥アダプター
310‥‥クロスヘッド
311‥‥導入口
312‥‥内側ダイ
314‥‥貫通孔
315‥‥外側ダイ
317‥‥環状流路
318‥‥口金
321‥‥送りロール
341‥‥導電性ゴム組成物
401‥‥押圧部材
402‥‥カップリング
403‥‥モータ
404‥‥偏心カム
405‥‥加圧バネ
406‥‥偏心カム保持具
407‥‥加圧付加治具
408‥‥押圧部材保持具
409‥‥軸芯体保持具
410‥‥押圧部材取り付け台
411‥‥装置台
412‥‥弾性ローラ予備成形体
413‥‥カップリング
414‥‥モータ
601‥‥円柱形金属
602‥‥軸受け
603‥‥安定化電源
604‥‥電流計
701‥‥電子写真感光体
702‥‥帯電ローラ
703‥‥現像ローラ
704‥‥印刷メディア
705‥‥転写ローラ
706‥‥定着装置
707‥‥クリーニング部材
708‥‥潜像形成装置
712‥‥電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Extruder 102 ... Single layer cross head 103 ... Feed roll 104 ... Single layer elastic roller preform 105 ... Double layer cross head 106 ... Double layer elastic roller preform 201 ... Conductivity Elastic roller 202 ... Conductive shaft core 203 ... Conductive rubber cylinder 204 ... Weld line 300 ... Extruder 301 ... Cylinder 302 ... Screw 303 ... Mesh 304 ... Adapter 310 ... Cross Head 311 ... Introduction port 312 ... Inside die 314 ... Through hole 315 ... Outside die 317 ... Annular channel 318 ... Base 321 ... Feed roll 341 ... Conductive rubber composition 401 ... Pressing member 402 Coupling 403 Motor 404 Eccentric cam 405 Pressure spring 406 Eccentric cam holder 407 Pressure application jig 408 Press member holder 409 ... Shaft core holder 410 ... Press member mounting base 411 ... Equipment base 412 ... Elastic roller preform 413 ... Coupling 414 ... Motor 601 ... Columnar metal 602 ... Bearing 603 ... Stabilized power supply 604 ... Ammeter 701 ... Electrophotographic photosensitive member 702 ... Charge roller 703 ... Development roller 704 ... Print media 705 ... Transfer roller 706 ... Fixing device 707 ... Cleaning member 708 ... Latent image forming device 712 ... Power supply

Claims (3)

導電性の軸芯体と該軸芯体の周面を被覆する導電性ゴム層とを有する導電性弾性ローラの製造方法であって、
(1)クロスヘッドの貫通孔に該軸芯体を供給すると共に、該クロスヘッドに接続する押出機から、中空粒子と電子導電性フィラーとを含む未加硫のゴム混合物を該クロスヘッドに供給し、該軸芯体の周囲に該ゴム混合物の層を形成する工程と、
(2)該ゴム混合物の層の表面に加圧と除圧とを繰り返し行なう工程と、
(3)該工程(2)を経た該ゴム混合物の層を加硫して導電性ゴムの層を形成する工程と、を有することを特徴とする導電性弾性ローラの製造方法。
A method for producing a conductive elastic roller having a conductive shaft core and a conductive rubber layer covering a peripheral surface of the shaft core,
(1) The shaft core is supplied to the through hole of the crosshead, and an unvulcanized rubber mixture containing hollow particles and an electronically conductive filler is supplied to the crosshead from an extruder connected to the crosshead. Forming a layer of the rubber mixture around the shaft core;
(2) repeatedly applying pressure and pressure to the surface of the rubber mixture layer;
(3) A method for producing a conductive elastic roller, comprising the step of vulcanizing the layer of the rubber mixture that has undergone the step (2) to form a layer of conductive rubber.
前記工程(2)は、前記ゴム混合物の層に含まれる前記中空粒子の形状が変形および復元を繰り返す工程である請求項1に記載の導電性弾性ローラの製造方法。   The method of manufacturing a conductive elastic roller according to claim 1, wherein the step (2) is a step in which the shape of the hollow particles contained in the rubber mixture layer is repeatedly deformed and restored. 前記工程(2)が、押圧部材により前記加圧に振幅を与えると共に、該押圧部材の押し当て場所を変化させる工程である請求項1または2に記載の導電性弾性ローラの製造方法。   The method of manufacturing a conductive elastic roller according to claim 1 or 2, wherein the step (2) is a step of changing the pressing position of the pressing member while giving an amplitude to the pressing by the pressing member.
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CN105865764A (en) * 2016-03-28 2016-08-17 湖南工业大学 Single roller resistance coefficient semi-automatic test board and testing method

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