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JP5650003B2 - Conductive roller and manufacturing method thereof - Google Patents

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JP5650003B2
JP5650003B2 JP2011026287A JP2011026287A JP5650003B2 JP 5650003 B2 JP5650003 B2 JP 5650003B2 JP 2011026287 A JP2011026287 A JP 2011026287A JP 2011026287 A JP2011026287 A JP 2011026287A JP 5650003 B2 JP5650003 B2 JP 5650003B2
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Description

本発明は導電性ローラ(以下、単に「ローラ」とも称する)およびその製造方法に関し、詳しくは、電子写真方式を用いた画像形成装置における現像、帯電、転写(トナー供給、クリーニング)等の各種用途に用いられるローラ部材、特には、現像ローラまたは帯電ローラとして好適な導電性ローラおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a conductive roller (hereinafter, also simply referred to as “roller”) and a method for manufacturing the same, and more specifically, various uses such as development, charging, and transfer (toner supply and cleaning) in an image forming apparatus using an electrophotographic system. In particular, the present invention relates to a conductive roller suitable as a developing roller or a charging roller and a method for manufacturing the same.

一般に、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においては、画像形成の各工程で、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ、中間転写ローラ、ベルト駆動ローラ等の、導電性を付与したローラが用いられている。   In general, in an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine, a transfer roller, a developing roller, a toner supply roller, a charging roller, a cleaning roller, an intermediate transfer roller, and a belt are used in each image forming process. A roller having conductivity, such as a driving roller, is used.

従来、これら現像ローラ、帯電ローラ、転写ローラ(トナー供給、クリーニング)等として用いられるローラ部材としては、軸の外周に、導電剤を配合することにより導電性を付与した導電性のゴムや高分子エラストマー、高分子フォーム等からなる弾性層を形成した構造を基本構造として、所望の表面粗さや導電性、硬度などを得るために、その外周に一層または複数層の塗膜を設けたものが使用されている。   Conventionally, as a roller member used as a developing roller, a charging roller, a transfer roller (toner supply, cleaning) or the like, a conductive rubber or a polymer provided with conductivity by blending a conductive agent on the outer periphery of the shaft. Using a structure with an elastic layer made of elastomer, polymer foam, etc. as a basic structure, to obtain the desired surface roughness, conductivity, hardness, etc., one with one or more coatings on its outer periphery is used Has been.

また、特許文献1には、気孔を利用することで周長の増大による色ずれを抑制することを目的として、芯金上に圧縮層を有し、該圧縮層に気孔を形成するためにマイクロバルーンを注入する技術が開示されている。さらに、特許文献2には、弾性に優れた種々の体積抵抗値のローラを得ることを目的として、表面近傍が低沸点炭化水素を内包した樹脂製球体を含有する高分子材料からなり、その表面層の樹脂製球体の一部をカットしたローラが開示されている。さらにまた、特許文献3には、熱伝導率の安定した、硬度変化や外径変化が小さい高耐久性の定着器用ローラを提供することを目的として、芯金の周面に樹脂製マイクロバルーンを含有するシリコーンゴム弾性層を少なくとも1層設けた定着器用ローラが開示されている。   In addition, Patent Document 1 discloses that the use of pores has a compression layer on a mandrel for the purpose of suppressing color misregistration due to an increase in perimeter, and micropores are formed to form pores in the compression layer. Techniques for injecting balloons are disclosed. Further, in Patent Document 2, for the purpose of obtaining rollers having various volume resistance values excellent in elasticity, the surface is made of a polymer material containing a resin sphere encapsulating low-boiling hydrocarbons, A roller in which a part of a resin sphere of a layer is cut is disclosed. Furthermore, in Patent Document 3, for the purpose of providing a highly durable fixing device roller having a stable thermal conductivity and a small change in hardness and outside diameter, a resin microballoon is provided on the peripheral surface of the metal core. A fuser roller provided with at least one silicone rubber elastic layer is disclosed.

特開2001−159852号公報(特許請求の範囲、段落[0017]等)JP 2001-159852 A (claims, paragraph [0017], etc.) 特許第3544802号公報(特許請求の範囲等)Japanese Patent No. 3544802 (Claims etc.) 特開2002−268434号公報(特許請求の範囲等)JP 2002-268434 A (claims, etc.)

しかしながら、特許文献1〜3記載の技術は、いずれもシームレスチューブ、発泡体、シリコーンゴム等の固体の中に、気孔もしくは樹脂製マイクロバルーンを埋め込んだものであるため、ある程度以上の層の厚みが必要である。このため、特許文献1〜3記載の技術では弾性層等の厚みを薄くすることができず、近年、要望が強くなってきているプリンタの小型化に欠かせない「ローラの小型化」という課題が達成できない。   However, since all of the techniques described in Patent Documents 1 to 3 are obtained by embedding pores or resin microballoons in a solid such as a seamless tube, a foam, or silicone rubber, the thickness of the layer is more than a certain level. is necessary. For this reason, the techniques described in Patent Documents 1 to 3 cannot reduce the thickness of the elastic layer and the like, and the problem of “roller downsizing” that is indispensable for the downsizing of printers that has been increasingly demanded in recent years. Cannot be achieved.

また、「ローラの小型化」のためには、ローラ径を小さくすること、特に弾性層の厚みを小さくすることが必須であり、その対策として、シームレスチューブ、発泡体、シリコーンゴム等の固体をシャフトに積層するのではなく、水系塗料をシャフトに塗布した後に乾燥させる手法が考えられる。しかしながら、塗料の塗布のみで弾性層の膜厚を確保するには、何回も塗装を繰り返さなければならないという問題がある。さらに、弾性層の膜厚が薄いとシャフトと感光ドラム間で放電が発生し、感光ドラムを破壊したり帯電不良を起こしたりするおそれがある。また、ローラを製造する際に、金型や研磨で形状作製を行うことが一般的に行われているが、金型を使用する場合は、形状変更するためには金型そのものを変更しなければならず、時間、手間、コストがかかる。さらに、研磨を行う場合は形状の変更は比較的容易にできるものの、研磨時間がかかるために量産時には多くの研磨機が必要になり、設備投資コストがかかるという問題がある。   In order to reduce the size of the roller, it is essential to reduce the roller diameter, especially the elastic layer thickness. As a countermeasure, solids such as seamless tubes, foams, and silicone rubber should be used. Instead of laminating on the shaft, a method of drying after applying a water-based paint to the shaft can be considered. However, in order to ensure the film thickness of the elastic layer only by applying the paint, there is a problem that the coating must be repeated many times. Furthermore, if the elastic layer is thin, a discharge occurs between the shaft and the photosensitive drum, which may destroy the photosensitive drum or cause a charging failure. In addition, when manufacturing a roller, it is common to make a shape by die or polishing. However, when using a die, the die itself must be changed to change the shape. It takes time, effort, and cost. Furthermore, when polishing is performed, the shape can be changed relatively easily. However, since polishing time is required, many polishing machines are required for mass production, and there is a problem that capital investment costs are required.

そこで本発明の目的は、適正な弾性層の厚みを容易に確保できる導電性ローラおよびその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a conductive roller that can easily ensure an appropriate elastic layer thickness and a method for manufacturing the same.

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討した結果、樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を弾性層に使用することで、適正な弾性層の厚みを容易に確保できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that an appropriate elastic layer thickness can be easily secured by using a water-based paint containing a resin microballoon for the elastic layer. The present invention has been completed.

即ち、本発明の導電性ローラは、シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された表層と、を備える導電性ローラにおいて、
前記弾性層が、樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を塗布後乾燥させ、加熱により前記樹脂製マイクロバルーンを膨張させて形成され、
前記表層が、水系塗料を塗布後、乾燥させて形成されてなることを特徴とするものである。
That is, the conductive roller of the present invention is a conductive roller comprising a shaft, an elastic layer formed on the outer periphery of the shaft, and a surface layer formed on the outer peripheral surface of the elastic layer.
The elastic layer is formed by applying a water-based paint containing a resin microballoon and then drying, and expanding the resin microballoon by heating,
The surface layer is formed by applying a water-based paint and then drying it.

本発明の導電性ローラは、前記弾性層の水系塗料が、架橋剤を含有することが好ましい。また、本発明においては、加熱により前記樹脂製マイクロバルーンを膨張させる前の弾性層の厚みに対する、加熱により前記樹脂製マイクロバルーンを膨張させた後の弾性層の厚みの比が、1.2以上であることが好ましい。   In the conductive roller of the present invention, the water-based paint of the elastic layer preferably contains a crosslinking agent. In the present invention, the ratio of the thickness of the elastic layer after inflating the resin microballoon by heating to the thickness of the elastic layer before inflating the resin microballoon by heating is 1.2 or more. It is preferable that

本発明の導電性ローラの製造方法は、シャフトの外周に樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を塗布する塗布工程(A)と、
該塗布工程(A)後、前記樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以下の温度で乾燥させる乾燥工程(B)と、
該乾燥工程後、前記樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以上の温度で加熱して前記樹脂製マイクロバルーンの膜を膨張させる膨張工程(C)と、
該膨張工程(C)後、水系塗料を塗布して乾燥する塗布乾燥工程(D)と、を有することを特徴とするものである。
The method for producing a conductive roller of the present invention includes an application step (A) of applying a water-based paint containing a resin microballoon on the outer periphery of a shaft;
After the coating step (A), a drying step (B) for drying at a temperature not higher than the expansion temperature of the resin microballoon;
After the drying step, an expansion step (C) in which the membrane of the resin microballoon is expanded by heating at a temperature equal to or higher than the expansion temperature of the resin microballoon;
And a coating / drying step (D) in which a water-based paint is applied and dried after the expansion step (C).

本発明の導電性ローラの製造方法は、前記塗布工程(A)の水系塗料が、架橋剤を含有し、前記膨張工程(C)と前記塗布乾燥工程(D)の間に、前記架橋剤の反応温度以上の温度に加熱して架橋する架橋工程(E)を有することが好ましい。また、本発明においては、前記塗布工程(A)と、前記乾燥工程(B)とを繰り返し行うことが好ましい。さらに、本発明においては、前記膨張工程(C)前の弾性層の厚みに対する、前記膨張工程(C)後の弾性層の厚みの比は、1.2以上であることが好ましい。   In the method for producing a conductive roller according to the present invention, the water-based paint in the application step (A) contains a crosslinking agent, and the crosslinking agent is added between the expansion step (C) and the application drying step (D). It is preferable to have a crosslinking step (E) for crosslinking by heating to a temperature equal to or higher than the reaction temperature. Moreover, in this invention, it is preferable to repeat the said application | coating process (A) and the said drying process (B). Furthermore, in the present invention, the ratio of the thickness of the elastic layer after the expansion step (C) to the thickness of the elastic layer before the expansion step (C) is preferably 1.2 or more.

本発明によれば、適正な弾性層の厚みを容易に確保できる導電性ローラおよびその製造方法を提供することが可能となった。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it became possible to provide the electroconductive roller which can ensure the thickness of an appropriate elastic layer easily, and its manufacturing method.

本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electroconductive roller which concerns on suitable embodiment of this invention. 本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの一例を示す拡大断面図である。It is an expanded sectional view showing an example of a conductive roller concerning a suitable embodiment of the present invention. 本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの他の一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows another example of the electroconductive roller which concerns on suitable embodiment of this invention.

以下、本発明の好適実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの一例を示す断面図である。本発明の導電性ローラ10は、シャフト1と、シャフト1の外周に形成された弾性層2と、弾性層2の外周面に形成された表層3と、を備える。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a conductive roller according to a preferred embodiment of the present invention. The conductive roller 10 of the present invention includes a shaft 1, an elastic layer 2 formed on the outer periphery of the shaft 1, and a surface layer 3 formed on the outer peripheral surface of the elastic layer 2.

また、図2は、本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの一例を示す拡大断面図である。本発明においては、弾性層2が樹脂製マイクロバルーン4を含有する水系塗料を塗布後乾燥させ、加熱により樹脂製マイクロバルーン4を膨張させて形成され、表層3が、水系塗料を塗布後、乾燥させて形成されてなることが肝要である。シームレスチューブ、発泡体、シリコーンゴム等の固体をシャフトに積層して弾性層2を形成するのではなく、樹脂製マイクロバルーン4を混合した水系塗料を塗布後乾燥し、膨張させて弾性層2を形成することで、容易に適切な膜厚を確保できる。   FIG. 2 is an enlarged sectional view showing an example of a conductive roller according to a preferred embodiment of the present invention. In the present invention, the elastic layer 2 is formed by applying a water-based paint containing the resin-made microballoon 4 and then drying, and expanding the resin-made microballoon 4 by heating, and the surface layer 3 is dried after applying the water-based paint. It is important that they are formed. The elastic layer 2 is not formed by laminating a solid such as a seamless tube, foam, or silicone rubber on the shaft, but is coated with a water-based paint mixed with a resin microballoon 4 and then dried and expanded to form the elastic layer 2. By forming, an appropriate film thickness can be easily secured.

また、本発明の導電性ローラは、弾性層2の形成に使用する水系塗料が、架橋剤を含有していることが好ましい。かかる水系塗料に架橋剤を入れることにより、圧縮永久歪が良好となる。ここで、圧縮永久歪とは、例えば、弾性層2に圧力を加え続けた後に力を解放することで、どの程度元の形に戻るかというものを示すものである。   In the conductive roller of the present invention, the water-based paint used for forming the elastic layer 2 preferably contains a crosslinking agent. By adding a cross-linking agent to such a water-based paint, compression set is improved. Here, the compression set indicates, for example, how much it returns to its original shape by releasing the force after continuously applying pressure to the elastic layer 2.

次に、本発明の導電性ローラの製造方法について説明する。
本発明の導電性ローラの製造方法は、シャフトの外周に樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を塗布する塗布工程(A)と、塗布工程(A)後、樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以下の温度で乾燥させる乾燥工程(B)と、乾燥工程(B)後、樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以上の温度で加熱して樹脂製マイクロバルーンの膜を膨張させる膨張工程(C)と、膨張工程(C)後、水系塗料を塗布して乾燥する塗布乾燥工程(D)と、を有するものである。水系塗料を使用することでシャフト1上に塗料を薄く塗ることができ、さらに樹脂製マイクロバルーンを膨張させることで、弾性層2の膜厚を容易に適切な厚みに確保することができる。
Next, the manufacturing method of the electroconductive roller of this invention is demonstrated.
The conductive roller manufacturing method of the present invention includes a coating step (A) for applying a water-based paint containing a resin microballoon on the outer periphery of the shaft, and an expansion temperature of the resin microballoon below the coating step (A). A drying step (B) for drying at a temperature, an expansion step (C) for inflating the membrane of the resin microballoon by heating at a temperature equal to or higher than the expansion temperature of the resin microballoon after the drying step (B), and an expansion step (C) Thereafter, there is an application drying step (D) in which a water-based paint is applied and dried. By using the water-based paint, the paint can be thinly applied on the shaft 1, and by further expanding the resin microballoon, the film thickness of the elastic layer 2 can be easily ensured to an appropriate thickness.

本発明の導電性ローラの製造方法においては、塗布工程(A)の水系塗料が、架橋剤を含有し、膨張工程(C)と塗布乾燥工程(D)の間に、架橋剤の反応温度以上の温度に加熱して架橋する架橋工程(E)を有することが好ましい。架橋剤の反応温度が樹脂製マイクロバルーンの膨張温度よりも高温となるように架橋剤と樹脂製マイクロバルーンを選択することで、膨張と圧縮永久歪みを両立させることができる。具体的には、まず架橋剤反応温度未満樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以上の温度で加熱し、樹脂製マイクロバルーンを膨張させ、その後架橋剤反応温度に以上に加熱して架橋反応を進行させて、圧縮永久歪み性能を向上させる。なお、架橋剤の反応温度が樹脂製マイクロバルーンの膨張温度よりも高温となるように架橋剤と樹脂製マイクロバルーンを選択した場合、通常の昇温過程で上記条件を満たすことが可能であるが、架橋剤反応温度以上で樹脂製マイクロバルーンを膨張させようとすると架橋反応と樹脂製マイクロバルーンの膨張が同時進行するため、膨張率制御が難しくなるおそれがある。また、架橋剤の反応温度が樹脂製マイクロバルーンの膨張温度よりも低温となるように架橋剤と樹脂製マイクロバルーンを選択すると、架橋反応が先に進行し、膨張が進まないため好ましくない。   In the method for producing a conductive roller of the present invention, the water-based paint in the coating step (A) contains a crosslinking agent, and the reaction temperature of the crosslinking agent is higher than the reaction temperature of the crosslinking agent between the expansion step (C) and the coating drying step (D). It is preferable to have a crosslinking step (E) in which crosslinking is carried out by heating to a temperature of. By selecting the crosslinking agent and the resin microballoon so that the reaction temperature of the crosslinking agent is higher than the expansion temperature of the resin microballoon, both expansion and compression set can be achieved. Specifically, first, the resin microballoon is heated at a temperature equal to or higher than the expansion temperature of the resin microballoon below the crosslinker reaction temperature, and then the resin microballoon is expanded to the crosslinker reaction temperature to advance the crosslinking reaction. Improve compression set performance. In addition, when the crosslinking agent and the resin microballoon are selected so that the reaction temperature of the crosslinking agent is higher than the expansion temperature of the resin microballoon, the above conditions can be satisfied in a normal temperature rising process. When attempting to expand the resin microballoon above the crosslinking agent reaction temperature, the crosslinking reaction and the expansion of the resin microballoon proceed simultaneously, which may make it difficult to control the expansion rate. Further, it is not preferable to select the crosslinking agent and the resin microballoon so that the reaction temperature of the crosslinking agent is lower than the expansion temperature of the resin microballoon, because the crosslinking reaction proceeds first and the expansion does not proceed.

また、本発明の導電性ローラの製造方法は、塗布工程(A)と、乾燥工程(B)と、を繰り返し行うことが好ましい。塗布工程(A)〜膨張工程(C)を繰り返すこともできるが、塗布工程(A)および乾燥工程(B)を繰り返して重ね塗りしてから膨張工程(C)で加熱膨張させる方法のほうがより良好な膨張率を得ることができる。また、塗布工程(A)および乾燥工程(B)を数回繰り返し、ある程度の膜厚にしてから、樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以上の温度で加熱して樹脂製マイクロバルーンの膜を膨張させることで、初期対比1.1〜2倍の膜厚を確保することができる。   Moreover, it is preferable that the manufacturing method of the electroconductive roller of this invention performs an application | coating process (A) and a drying process (B) repeatedly. The coating step (A) to the expansion step (C) can be repeated, but the method of repeatedly applying the coating step (A) and the drying step (B) and then heating and expanding in the expansion step (C) is more preferable. A good expansion rate can be obtained. Also, the coating step (A) and the drying step (B) are repeated several times to obtain a certain film thickness, and then heated at a temperature equal to or higher than the expansion temperature of the resin microballoon to expand the resin microballoon membrane. Thus, a film thickness 1.1 to 2 times higher than the initial value can be secured.

本発明においては、塗布工程(A)および乾燥工程(B)の繰り返し回数としては、特に限定されないが、好ましくは、2〜9回、さらに好ましくは、3〜8回、さらにより好ましくは、4〜7回である。従来の水系塗料を重ね塗りする場合には膜厚1mmを確保するために、10回以上の塗装が必要であったが、本発明においては、例えば、樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を5〜6回繰り返すことで膜厚1mmを確保できる。   In the present invention, the number of repetitions of the coating step (A) and the drying step (B) is not particularly limited, but is preferably 2-9 times, more preferably 3-8 times, still more preferably 4 ~ 7 times. In the case of repeatedly applying a conventional water-based paint, in order to secure a film thickness of 1 mm, it has been necessary to apply 10 times or more. In the present invention, for example, a water-based paint containing a resin microballoon is 5 By repeating 6 times, a film thickness of 1 mm can be secured.

本発明において、樹脂製マイクロバルーン4を含有する水系塗料に使用できる樹脂製マイクロバルーン4としては、コアに低沸点液体を内包し、シェル(外殻)は熱可塑性樹脂で構成されているものであれば特に限定されず、例えば、EXPANCEL 461DU20(AKZO NOBEL社製、コア:イソブタン、シェル:ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合物)、EXPANCEL 031WUF40(AKZO NOBEL社製、コア:イソブタン、シェル:メタクリル酸−アクリロニトリル共重合物)、マツモトマイクロスフェアーF−36(松本油脂製薬(株)製、コア:イソブタン、シェル:ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体)、マツモトマイクロスフェアーF−50(松本油脂製薬(株)製、コア:イソブタン、シェル:メチルメタクリレート−アクリロニトリル共重合物)等を挙げることができる。   In the present invention, the resin-made microballoon 4 that can be used for the water-based paint containing the resin-made microballoon 4 contains a low-boiling liquid in the core, and the shell (outer shell) is made of a thermoplastic resin. There is no particular limitation, for example, EXPANCEL 461DU20 (manufactured by AKZO NOBEL, core: isobutane, shell: polyvinylidene chloride-acrylonitrile copolymer), EXPANCEL 031WUF40 (manufactured by AKZO NOBEL, core: isobutane, shell: methacrylic acid- Acrylonitrile copolymer), Matsumoto Microsphere F-36 (manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., core: isobutane, shell: polyvinylidene chloride-acrylonitrile copolymer), Matsumoto Microsphere F-50 (Matsumoto Yushi Seiyaku ( Co., core Isobutane, Shell: methyl methacrylate - and acrylonitrile copolymer) and the like.

従来発泡剤として熱分解型の発泡剤が知られているが、水系塗料に配合すると水分と反応して発泡機能・膨張機能を失ってしまう。これに対し、樹脂製マイクロバルーン4は水系塗料中で安定であるため、配合後に経時変化を起こすことがなく、加熱するまで膨張能力を維持できる。   Conventionally, a thermal decomposition type foaming agent is known as a foaming agent. However, when it is blended in a water-based paint, it reacts with moisture to lose its foaming function and expansion function. On the other hand, since the resin-made microballoon 4 is stable in the water-based paint, it does not change with time after blending and can maintain the expansion ability until it is heated.

また、樹脂製マイクロバルーン4を膨張させた場合、均一に膨張するため、塗装で作製した形状を維持したまま、弾性層を得ることができる。金型や研磨での形状制御と比較して、樹脂製マイクロバルーン4を含有する水系塗料でも同様に形状を制御できる。さらに、樹脂製マイクロバルーン4を含有する水系塗料を膨張させることで、材料費のコストダウンを図ることができ、例えば、2倍膨張で材料費は約1/2にすることができる。   Further, when the resin microballoon 4 is inflated, it expands uniformly, so that an elastic layer can be obtained while maintaining the shape produced by painting. Compared to the shape control in the mold or polishing, the shape can be controlled in the same way even with the water-based paint containing the resin microballoon 4. Further, by expanding the water-based paint containing the resin microballoon 4, the material cost can be reduced. For example, the material cost can be reduced to about ½ by double expansion.

本発明において、弾性層2で使用できる水系塗料と表層3で使用できる水系塗料の違いは、弾性層2で使用できる水系塗料が樹脂製マイクロバルーン4を含有する点で異なっているだけであり、以下の水系塗料をそれぞれ使用でき、弾性層2で使用できる水系塗料と表層3で使用できる水系塗料は全く同一の組成であっても、異なっていてもよい。なお、本発明では水系塗料を使用しているため、溶媒系と比較して環境に与える影響は極めて少なくできる。   In the present invention, the difference between the water-based paint usable in the elastic layer 2 and the water-based paint usable in the surface layer 3 is different only in that the water-based paint usable in the elastic layer 2 contains the resin microballoon 4. Each of the following water-based paints can be used, and the water-based paint that can be used for the elastic layer 2 and the water-based paint that can be used for the surface layer 3 may have the same composition or may be different. In addition, since the water-based paint is used in the present invention, the influence on the environment can be extremely reduced as compared with the solvent system.

本発明のローラに使用できる水系塗料としては、例えば、ゴム系、ウレタン系およびアクリル系からなる群から選択されるいずれか1種または2種以上を挙げることができる。ゴム系としては、天然ゴム(NR)、クロロプレンゴム(CR)、ニトリルゴム(NBR)、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のラテックス、ウレタン系としては、エーテル系、エステル系等のエマルジョンやディスパージョン、アクリル系としては、アクリル、アクリルスチレン等のエマルジョンを好適に用いることができる。   Examples of the water-based paint that can be used for the roller of the present invention include one or more selected from the group consisting of rubber-based, urethane-based, and acrylic-based materials. As rubber type, natural rubber (NR), chloroprene rubber (CR), nitrile rubber (NBR), latex such as styrene butadiene rubber (SBR), etc., as urethane type, emulsion and dispersion such as ether type, ester type, As the acrylic, an emulsion such as acrylic or acrylic styrene can be suitably used.

本発明のローラに使用できる水系塗料としては、水系アクリル樹脂が好適である。水系アクリル樹脂としては、アクリロニトリルとn−ブチルアクリレートとを必須成分とし、任意にその他のモノマーを含むものが好ましい。その他のモノマーとしては、エチルアクリレート、アクリル酸2−エチルへキシル、アクリル酸、メタクリル酸等が挙げられる。アクリロニトリルおよびn−ブチルアクリレートを必須成分とするのは、これらが弾性(セット性)の向上に寄与するためであり、かかる観点からは、可能な限りn−ブチルアクリレート量を増量し、他の成分を減量するとともに、必須成分以外のその他のモノマー成分のモノマー比率を減らすことが好ましい。一方、アクリロニトリルの比率を高めすぎると、弾性層等が硬くなってしまうため好ましくない。したがって、必須成分であるアクリロニトリルとn−ブチルアクリレートとのモノマー比率は、モル比で1〜25:99〜75、特には5〜20:95〜80の範囲内とすることが好ましい。   A water-based acrylic resin is suitable as the water-based paint that can be used for the roller of the present invention. As the water-based acrylic resin, those containing acrylonitrile and n-butyl acrylate as essential components and optionally containing other monomers are preferable. Examples of other monomers include ethyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, acrylic acid, and methacrylic acid. The reason why acrylonitrile and n-butyl acrylate are essential components is that they contribute to improvement of elasticity (set property). From this viewpoint, the amount of n-butyl acrylate is increased as much as possible, and other components are added. It is preferable to reduce the monomer ratio of other monomer components other than the essential components. On the other hand, if the ratio of acrylonitrile is too high, the elastic layer and the like become hard, which is not preferable. Therefore, the monomer ratio of acrylonitrile, which is an essential component, and n-butyl acrylate is preferably in the range of 1 to 25:99 to 75, particularly 5 to 20:95 to 80 in terms of molar ratio.

また、上記水系アクリル樹脂は、分子中に活性水素を有する基を含んでいることが好ましい。活性水素を有する基としては、カルボキシル基、水酸基、アミノ基等が挙げられるが、好適にはカルボキシル基である。本発明において、かかる活性水素を有する基を含むモノマーの比率は、全モノマー量の3〜6%の範囲内とすることが好ましい。本発明においては、活性水素を有する基を含むモノマーの比率をこの範囲内とすることで、表面酸価が10mg/g以上、例えば10〜20mg/gに調整された水系アクリル樹脂を好適に用いることができる。   The aqueous acrylic resin preferably contains a group having active hydrogen in the molecule. Examples of the group having active hydrogen include a carboxyl group, a hydroxyl group, and an amino group, and a carboxyl group is preferable. In the present invention, the ratio of the monomer containing the group having active hydrogen is preferably in the range of 3 to 6% of the total monomer amount. In the present invention, a water-based acrylic resin having a surface acid value adjusted to 10 mg / g or more, for example, 10 to 20 mg / g is suitably used by setting the ratio of the monomer containing a group having active hydrogen within this range. be able to.

本発明のローラ用いることができる水系塗料としては、例えば、アクリロニトリル−アクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸−メタクリル酸グリシジル共重合物の水性エマルション(高圧ガス工業(株)製、架橋温度130℃)、ウレタンエマルション(第一工業製薬(株)製)、L2001(SBラテックス、旭化成ケミカルズ(株)製)、モビニール801(酢酸ビニルエマルション、日本合成化学工業(株)製)、モビニール186E(エチレン−酢酸ビニルエマルション、日本合成化学工業(株)製)、モビニール937F(アクリル酸−スチレンエマルション、日本合成化学工業(株)製)等を挙げることができる。   Examples of the water-based paint that can be used in the roller of the present invention include an aqueous emulsion of acrylonitrile-alkyl acrylate ester-methacrylic acid-glycidyl methacrylate copolymer (manufactured by High Pressure Gas Industry Co., Ltd., crosslinking temperature 130 ° C.), urethane. Emulsion (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), L2001 (SB latex, Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.), Movinyl 801 (Vinyl acetate emulsion, Nihon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), Movinyl 186E (Ethylene-vinyl acetate emulsion) , Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), Movinyl 937F (acrylic acid-styrene emulsion, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), and the like.

本発明において用いることができる架橋剤としては、架橋剤の反応温度が樹脂製マイクロバルーンの膨張温度よりも高温となるようなものであれば特に限定されないが、例えば、エポクロス((株)日本触媒製、オキサゾリン基含有スチレン−アクリル共重合物)等のオキサゾリン系架橋剤を挙げることができる。   The cross-linking agent that can be used in the present invention is not particularly limited as long as the reaction temperature of the cross-linking agent is higher than the expansion temperature of the resin microballoon. For example, EPOCROS (Nippon Shokubai Co., Ltd.) And oxazoline-based crosslinking agents such as oxazoline group-containing styrene-acrylic copolymer).

かかるオキサゾリン系架橋剤としては、水溶性のものであればいかなるものをも用いることができるが、2つ以上のオキサゾリン基を有するものが好ましく、特には、オキサゾリン基当量が300〜1000であって、Tg=−50℃〜50℃のものを好適に用いることができる。オキサゾリン基当量が1000を超えると分子量が大きくなるため室温での取扱いが困難となり、一方、300未満であると、反応性が大きすぎてゲル化が生ずるため、いずれも好ましくない。かかるオキサゾリン系架橋剤の配合量は、水系アクリル樹脂100質量部に対し、5〜50質量部とすることができる。   As the oxazoline-based cross-linking agent, any water-soluble one can be used, but one having two or more oxazoline groups is preferable, and in particular, the oxazoline group equivalent is 300 to 1000. , Tg = -50 ° C. to 50 ° C. can be preferably used. If the oxazoline group equivalent exceeds 1000, the molecular weight becomes large and handling at room temperature becomes difficult. On the other hand, if it is less than 300, the reactivity is too high and gelation occurs, so neither is preferred. The compounding quantity of this oxazoline type crosslinking agent can be 5-50 mass parts with respect to 100 mass parts of aqueous acrylic resins.

また、上記水系塗料には、導電剤を適宜添加して導電性を付与することができる。かかる導電剤としては、イオン導電剤と電子導電剤とがあり、イオン導電剤の例としては、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(例えば、ラウリ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、オクタデシルトリメチルアンモニウム(例えば、ステアリ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などの過塩素酸塩、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、スルホン酸塩などのアンモニウム塩、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどのアルカリ金属や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、トリフルオロメチル硫酸塩、スルホン酸塩などが挙げられる。また、電子導電剤の例としては、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;酸化処理を施したインク用カーボン、熱分解カーボン、天然グラファイト、人造グラファイト;酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の導電性金属酸化物;ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属などを挙げることができる。これらの導電剤は単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、その配合量には特に制限はなく、所望に応じ適宜選定可能であるが、例えば、弾性層2と表層3を構成する樹脂成分100質量部に対し、1〜20質量部とすることができる。   In addition, a conductive agent can be appropriately added to the water-based paint to impart conductivity. Examples of the conductive agent include an ionic conductive agent and an electronic conductive agent. Examples of the ionic conductive agent include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (for example, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, and octadecyltrimethyl. Perchlorates such as ammonium (eg stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, modified fatty acid dimethylethylammonium, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, ethyl Ammonium salts such as sulfates, carboxylates and sulfonates, perchlorates, chlorates, hydrochlorides and odors of alkali metals and alkaline earth metals such as lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium Salts, iodate salts, fluoroboric acid salts, trifluoromethyl sulfate, and sulfonic acid salts. Examples of the electronic conductive agent include conductive carbon such as ketjen black and acetylene black; carbon for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT; for ink subjected to oxidation treatment Examples thereof include carbon, pyrolytic carbon, natural graphite, and artificial graphite; conductive metal oxides such as tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metals such as nickel, copper, silver, and germanium. These conductive agents may be used alone or in combination of two or more. Moreover, there is no restriction | limiting in particular in the compounding quantity, Although it can select suitably as desired, For example, it shall be 1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of resin components which comprise the elastic layer 2 and the surface layer 3. it can.

さらに、弾性層2と表層3の水系塗料には、所望に応じ、その他加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤などを適宜添加することが可能である。   Furthermore, other vulcanizing agents, vulcanization accelerators, anti-aging agents, and the like can be appropriately added to the water-based paint of the elastic layer 2 and the surface layer 3 as desired.

本発明において、弾性層2と表層3を形成する塗布方法は、特に制限されるものではないが、通常は上記水系塗料を調製し、この水系塗料をディピング法、スプレー法、ロールコーター法、ダイコート法などにより上記シャフト1上に塗布して乾燥固化させる方法が採用され、特にディピング法が好ましく用いられる。シャフト1に直接水系塗料を塗布することで、製造工程の簡略化が可能となる。   In the present invention, the coating method for forming the elastic layer 2 and the surface layer 3 is not particularly limited, but usually the above water-based paint is prepared, and this water-based paint is used for the dipping method, spray method, roll coater method, die coating. A method of applying to the shaft 1 by a method or the like and drying and solidifying is adopted, and a dipping method is particularly preferably used. By directly applying the water-based paint to the shaft 1, the manufacturing process can be simplified.

また、本発明の導電性ローラ10は、弾性層2の厚みが、0.8〜1.3mmであることが好ましく、0.83〜1.00mmであることがさらに好ましく、0.83〜0.93mmであることがさらにより好ましい。弾性層2の厚みをかかる範囲とすることで、スパーク放電を防止することができる。   In the conductive roller 10 of the present invention, the elastic layer 2 preferably has a thickness of 0.8 to 1.3 mm, more preferably 0.83 to 1.00 mm, and 0.83 to 0. Even more preferably, it is .93 mm. By setting the thickness of the elastic layer 2 in such a range, spark discharge can be prevented.

さらに、本発明において、膨張工程(C)前の弾性層2の厚みに対する膨張工程(C)後の弾性層2の厚みの比(膨張率)が、1.2以上であることが好ましく、1.28〜1.88であることがさらに好ましい。膨張率をかかる範囲とすることで、弾性層の膜厚を容易に適切な厚みに確保できるとともに、さらに塗布工程(A)および乾燥工程(B)の繰り返し回数を少なくすることができる。   Furthermore, in the present invention, the ratio (expansion coefficient) of the thickness of the elastic layer 2 after the expansion step (C) to the thickness of the elastic layer 2 before the expansion step (C) is preferably 1.2 or more. More preferably, it is 28.1.88. By setting the expansion coefficient in such a range, the thickness of the elastic layer can be easily secured to an appropriate thickness, and the number of repetitions of the coating step (A) and the drying step (B) can be further reduced.

本発明において、シャフト1としては、金属製あるいはプラスチック製で、中空円筒体または中実円柱体のものを使用することができるが、好ましくは、金属製の中空円筒体または中実円柱体であり、より好ましくは、金属製の中空円筒体である。これにより、よりコストを下げることができる。   In the present invention, the shaft 1 is made of metal or plastic, and can be a hollow cylinder or a solid cylinder, and is preferably a metal hollow cylinder or a solid cylinder. More preferably, it is a metal hollow cylinder. As a result, the cost can be further reduced.

また、表層3の厚さは、導電性ローラ10の形態等に応じて設定され、特に制限されるものではないが通常1〜30μm、特に10〜15μmとすることができ、1μm未満であると、ローラの耐久性に劣る場合があり、一方、30μmを超えると帯電特性に悪影響を与えたり、表面にしわを生じたりするなど、良好な表面性が得られない場合がある。   The thickness of the surface layer 3 is set according to the form of the conductive roller 10 and is not particularly limited, but is usually 1 to 30 μm, particularly 10 to 15 μm, and is less than 1 μm. The roller durability may be inferior. On the other hand, if it exceeds 30 μm, good surface properties may not be obtained, such as adversely affecting the charging characteristics or wrinkling the surface.

図3は、本発明の好適実施形態に係る導電性ローラの他の一例を示す断面図である。感光ドラムに押圧される際長さ方向に均一な当たり面を形成することが重要であるため、導電性ローラ20は、長さ方向中央部が端部よりも径が大きいクラウン形状を有している。   FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of a conductive roller according to a preferred embodiment of the present invention. Since it is important to form a uniform contact surface in the length direction when pressed against the photosensitive drum, the conductive roller 20 has a crown shape in which the central portion in the length direction has a larger diameter than the end portion. Yes.

ローラ長さ方向断面において、長さ方向中央が端部より突出され、その突出の程度を表すクラウン量としては、50〜300μmとすることが好ましく、このようにすることによって、通常の画像を一層良好なものにすることができる。クラウン量を50μm未満とした場合には、ローラ長さ方向中央部の接触圧が低くなり、一方、これを、300μmを超えるものとした場合には、ローラ長さ方向中央部が強く接触しすぎ、いずれの場合も帯電量の不均一を招くおそれがある。なお、本発明の導電性ローラのクラウン量の測定は、ミツトヨ(株)製高精度レーザ測定機LSM−430vを用いて行うことができる。本測定機により、ローラ中央部及び中央部から端部へ向かう90mmの位置において外径を測定し、中央部の外径と両端部方向へ各90mmの位置における外径の平均値との差をローラクラウン量とする。例えばローラ長250mmの導電性ローラにおいては、一方の端から35mm、125mm、215mmの3点において外径を測定する。その際、一方の端から35mm位置における外径をA(mm)、125mm位置における外径をB(mm)、215mm位置における外径をC(mm)とすると、クラウン量(μm)は下記計算式(1)、
クラウン量(μm)={B−(A+C)/2}×1000 (1)
で求めることができる。
In the cross section in the length direction of the roller, the center in the length direction is projected from the end portion, and the crown amount representing the degree of the protrusion is preferably 50 to 300 μm. It can be made good. When the crown amount is less than 50 μm, the contact pressure at the central portion in the roller length direction becomes low. On the other hand, when the crown amount exceeds 300 μm, the central portion in the roller length direction is excessively contacted. In either case, the charge amount may be non-uniform. Note that the measurement of the crown amount of the conductive roller of the present invention can be performed using a high-precision laser measuring machine LSM-430v manufactured by Mitutoyo Corporation. With this measuring machine, the outer diameter is measured at the center of the roller and at a position of 90 mm from the center to the end, and the difference between the outer diameter of the center and the average value of the outer diameter at each position of 90 mm in the direction of both ends is calculated. The amount of roller crown. For example, in a conductive roller having a roller length of 250 mm, the outer diameter is measured at three points of 35 mm, 125 mm, and 215 mm from one end. At that time, assuming that the outer diameter at the 35 mm position from one end is A (mm), the outer diameter at the 125 mm position is B (mm), and the outer diameter at the 215 mm position is C (mm), the crown amount (μm) is calculated as follows. Formula (1),
Crown amount (μm) = {B− (A + C) / 2} × 1000 (1)
Can be obtained.

また、本発明において、導電性ローラ10、20は、振れ(膜厚精度)をローラ長さ方向全領域において、70μm以下とすることが好ましい。導電性ローラ10、20を帯電ローラと使用して感光体と接触しながら回転している場合、導電性ローラ10、20の振れが大きい時には、導電性ローラ10、20と感光体との間に空隙が生じてくる。更にその空隙距離も様々になってしまう。この場合、感光体上に残留しているトナー粒子及び外添剤が、その空隙に侵入しやすくなり、導電性ローラ10、20にムラとなって付着する。従って、ローラ表面は、まだらに汚れる結果となり、画像不良の原因となってしまう。なお、振れとは、外径をローラ長さ方向各5点について測定し、各点について測定した外径の最大値と最小値との差の平均値を意味し、本発明の導電性ローラ10、20の振れの測定は、ミツトヨ(株)製高精度レーザ測定機LSM−430vを用いて行うことができる。   In the present invention, it is preferable that the conductive rollers 10 and 20 have a deflection (film thickness accuracy) of 70 μm or less in the entire region in the roller length direction. When the conductive rollers 10 and 20 are rotated while being in contact with the photosensitive member using the charging roller, when the swinging of the conductive rollers 10 and 20 is large, the conductive rollers 10 and 20 are disposed between the photosensitive roller and the photosensitive member. A void is generated. Furthermore, the gap distance also varies. In this case, the toner particles and the external additive remaining on the photosensitive member are liable to enter the gap and adhere to the conductive rollers 10 and 20 as unevenness. Therefore, the surface of the roller becomes mottled and causes image defects. The runout means the average value of the difference between the maximum value and the minimum value of the outer diameter measured at each of the five points in the roller length direction, and the conductive roller 10 of the present invention. , 20 can be measured using a high-precision laser measuring machine LSM-430v manufactured by Mitutoyo Corporation.

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
(実施例1)
下記表1記載の配合処方に従い、水系塗料1(アクリロニトリル−アクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸−メタクリル酸グリシジル共重合物の水性エマルション)に、EXPANCEL 461DU20(未膨張バルーン(コア:イソブタン、シェル:ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合物))、エポクロス(オキザゾリン基含有スチレン−アクリル共重合物のエマルション)、水分散カーボン、ファインシールX−12(親水性シリカ)、SNデフォーマー777(消泡剤)、SNウェット970(湿潤剤)、UH420(増粘剤)を配合し、撹拌機で撹拌した。各成分を配合した水系塗料1をメッシュでろ過し、凝集物を取り除いた。得られた水系塗料1をディッピングにより金属製シャフトに塗装し、室温で10分間、70℃で10分間乾燥した。その後再び、ディッピング塗装を行い、塗装−乾燥を5回繰り返した。次いで、120℃で10分間加熱して未膨張バルーンを膨張させ、140℃で10分間加熱して、架橋反応を行った。さらに、下記表1記載の配合処方からEXPANCEL 461DU20(未膨張バルーン)を除いた水系塗料を塗装し、室温で10分間、70℃で10分間乾燥して表層15μmを形成した。シャフト端部のマスキング部材を取り除き、図1記載の導電性ローラを得た。なお、下記表1〜4において、増粘剤配合量は質量%で示す。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Example 1
In accordance with the formulation shown in Table 1 below, EXPANSEL 461DU20 (unexpanded balloon (core: isobutane, shell: polychlorinated) is added to water-based paint 1 (aqueous emulsion of acrylonitrile-alkyl acrylate-methacrylic acid-glycidyl methacrylate copolymer). Vinylidene-acrylonitrile copolymer)), epocross (emulsion of oxazoline group-containing styrene-acrylic copolymer), water-dispersed carbon, fine seal X-12 (hydrophilic silica), SN deformer 777 (antifoaming agent), SN wet 970 (wetting agent) and UH420 (thickening agent) were blended and stirred with a stirrer. The water-based paint 1 containing each component was filtered through a mesh to remove aggregates. The obtained water-based paint 1 was applied to a metal shaft by dipping and dried at room temperature for 10 minutes and at 70 ° C. for 10 minutes. Thereafter, dipping coating was performed again, and coating and drying were repeated 5 times. Next, the unexpanded balloon was inflated by heating at 120 ° C. for 10 minutes, and heated at 140 ° C. for 10 minutes to carry out a crosslinking reaction. Further, a water-based paint excluding EXPANCEL 461DU20 (unexpanded balloon) from the formulation shown in Table 1 below was applied and dried at room temperature for 10 minutes and at 70 ° C. for 10 minutes to form a surface layer of 15 μm. The masking member at the end of the shaft was removed to obtain the conductive roller shown in FIG. In addition, in the following Tables 1-4, a thickener compounding quantity is shown by the mass%.

(実施例2〜11)
下記表1〜3記載の配合処方に従った以外は、実施例1と同様にして導電性ローラを得た。
(Examples 2 to 11)
A conductive roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation described in Tables 1 to 3 below was followed.

(実施例12)
下記表1記載の実施例1の配合処方に従い、70℃から140℃に昇温して20分間加熱して未膨張バルーンを膨張させ、架橋反応を行った以外は、実施例1と同様にして導電性ローラを得た。
(Example 12)
According to the formulation of Example 1 shown in Table 1 below, the temperature was raised from 70 ° C. to 140 ° C. and heated for 20 minutes to inflate the unexpanded balloon and perform a crosslinking reaction in the same manner as in Example 1. A conductive roller was obtained.

(比較例1)
下記表4記載の配合処方に従い、膜厚を実施例3と同等とするために塗装−乾燥を11回繰り返し、120℃で20分間架橋反応を行った以外は、実施例1と同様にして導電性ローラを得た。
(Comparative Example 1)
Conducting in the same manner as in Example 1 except that coating-drying was repeated 11 times in order to make the film thickness equivalent to Example 3 according to the formulation shown in Table 4 below, and a crosslinking reaction was performed at 120 ° C. for 20 minutes. A sex roller was obtained.

(比較例2)
下記表4記載の配合処方に従ったこと以外は、実施例1と同様にして導電性ローラを得た。
(Comparative Example 2)
A conductive roller was obtained in the same manner as in Example 1 except that the formulation described in Table 4 below was followed.

(比較例3)
下記表4記載の配合処方に従い、145℃で20分加熱して未膨張バルーンを膨張させ、架橋反応を行った以外は、実施例1と同様にして導電性ローラを得た。架橋剤の反応温度が樹脂製マイクロバルーンの膨張温度よりも低温である。
(Comparative Example 3)
A conductive roller was obtained in the same manner as in Example 1, except that the unexpanded balloon was inflated by heating at 145 ° C. for 20 minutes in accordance with the formulation shown in Table 4 below to perform a crosslinking reaction. The reaction temperature of the crosslinking agent is lower than the expansion temperature of the resin microballoon.

(膨張率)
膨張工程(C)前の弾性層の膜厚および膨張工程(C)後の弾性層の膜厚を測定し、膨張工程(C)前の弾性層の膜厚に対する膨張工程(C)後の弾性層の膜厚の比(膨張率)を求めた。結果を下記表1〜4に併記する。
(Expansion rate)
The film thickness of the elastic layer before the expansion step (C) and the film thickness of the elastic layer after the expansion step (C) are measured, and the elasticity after the expansion step (C) with respect to the film thickness of the elastic layer before the expansion step (C) The layer thickness ratio (expansion coefficient) was determined. The results are shown in Tables 1 to 4 below.

Figure 0005650003
*1:アクリロニトリル−アクリル酸アルキルエステル−メタクリル酸−メタクリル酸グリシジル共重合物の水性エマルション(高圧ガス工業(株)製、架橋温度130℃)
*2:ウレタンエマルション(第一工業製薬(株)製)
*3:未膨張バルーン(コア:イソブタン、シェル:ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合物、AKZO NOBEL社製、膨張温度106℃)
*4:オキザゾリン基含有スチレン−アクリル共重合物のエマルション(日本触媒(株)製)
*5:水分散カーボン(御国色素(株)製)
*6:親水性シリカ((株)トクヤマ製)
*7:消泡剤(サンノプコ(株)製)
*8:潤滑剤(サンノプコ(株)製)
*9:増粘剤((株)ADEKA製)
Figure 0005650003
* 1: Aqueous emulsion of acrylonitrile-alkyl acrylate ester-methacrylic acid-glycidyl methacrylate copolymer (manufactured by High Pressure Gas Industry Co., Ltd., crosslinking temperature 130 ° C.)
* 2: Urethane emulsion (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.)
* 3: Unexpanded balloon (core: isobutane, shell: polyvinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, manufactured by AKZO NOBEL, expansion temperature 106 ° C)
* 4: Emulsion of oxazoline group-containing styrene-acrylic copolymer (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
* 5: Water-dispersed carbon (manufactured by Mikuni Dye Co., Ltd.)
* 6: Hydrophilic silica (manufactured by Tokuyama Corporation)
* 7: Antifoaming agent (manufactured by San Nopco)
* 8: Lubricant (manufactured by San Nopco)
* 9: Thickener (made by ADEKA Corporation)

Figure 0005650003
*10:L2001(SBラテックス、旭化成ケミカルズ(株)製)
*11:モビニール801(酢酸ビニルエマルション、日本合成化学工業(株)製)
*12:モビニール186E(エチレン−酢酸ビニルエマルション、日本合成化学工業(株)製)
*13:モビニール937F(アクリル酸−スチレンエマルション、日本合成化学工業(株)製)
Figure 0005650003
* 10: L2001 (SB latex, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation)
* 11: Movinyl 801 (vinyl acetate emulsion, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
* 12: Movinyl 186E (ethylene-vinyl acetate emulsion, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)
* 13: Mobile 937F (acrylic acid-styrene emulsion, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.)

Figure 0005650003
*14:未膨張バルーン(コア:イソブタン、シェル:メタクリル酸−アクリロニトリル共重合物、AKZO NOBEL社製、膨張温度85℃)
*15:未膨張バルーン(コア:イソブタン、シェル:ポリ塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合物、松本油脂製薬(株)製、膨張温度80℃)
*16:未膨張バルーン(コア:イソブタン、シェル:メチルメタクリレート−アクリロニトリル共重合物、松本油脂製薬(株)製、膨張温度105℃)
Figure 0005650003
* 14: Unexpanded balloon (core: isobutane, shell: methacrylic acid-acrylonitrile copolymer, manufactured by AKZO NOBEL, expansion temperature 85 ° C)
* 15: Unexpanded balloon (core: isobutane, shell: polyvinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., expansion temperature 80 ° C)
* 16: Unexpanded balloon (core: isobutane, shell: methyl methacrylate-acrylonitrile copolymer, manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., expansion temperature 105 ° C)

Figure 0005650003
*17:発泡剤(p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド、三協化成(株)製)
*18:未膨張バルーン(コア:イソブタン、シェル:メチルメタクリレート−アクリロニトリル共重合物、松本油脂製薬(株)製、膨張温度140℃)
Figure 0005650003
* 17: Foaming agent (p, p'-oxybisbenzenesulfonyl hydrazide, manufactured by Sankyo Kasei Co., Ltd.)
* 18: Unexpanded balloon (core: isobutane, shell: methyl methacrylate-acrylonitrile copolymer, manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd., expansion temperature 140 ° C)

実施例1〜12の導電性ローラは、弾性層の膜厚を容易に適切な厚みに確保できた。また、比較例1の導電性ローラは、樹脂製マイクロバルーンを含有していないため、塗装−乾燥を11回繰り返す必要があり、弾性層の膜厚を容易に適切な厚みに確保でなかった。さらに、比較例2の導電性ローラは、樹脂製マイクロバルーンの代りに発泡剤を含有しているため十分に膨張せず、弾性層の膜厚を容易に適切な厚みに確保でなかった。さらにまた、比較例3の導電性ローラは、架橋剤の反応温度が樹脂製マイクロバルーンの膨張温度よりも低温であるため、樹脂製マイクロバルーンが十分に膨張せず、弾性層の膜厚を容易に適切な厚みに確保でなかった。   In the conductive rollers of Examples 1 to 12, the thickness of the elastic layer could be easily secured to an appropriate thickness. Moreover, since the electroconductive roller of the comparative example 1 does not contain resin microballoons, it was necessary to repeat coating-drying 11 times, and the film thickness of the elastic layer could not be easily ensured to an appropriate thickness. Furthermore, since the conductive roller of Comparative Example 2 contained a foaming agent instead of the resin-made microballoon, it did not expand sufficiently, and the film thickness of the elastic layer could not be easily ensured to an appropriate thickness. Furthermore, in the conductive roller of Comparative Example 3, since the reaction temperature of the crosslinking agent is lower than the expansion temperature of the resin microballoon, the resin microballoon does not expand sufficiently, and the film thickness of the elastic layer is easy. It was not possible to secure an appropriate thickness.

1 シャフト
2 弾性層
3 表層
4 樹脂製マイクロバルーン
10、20 導電性ローラ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shaft 2 Elastic layer 3 Surface layer 4 Resin microballoons 10 and 20 Conductive roller

Claims (7)

シャフトと、該シャフトの外周に形成された弾性層と、該弾性層の外周面に形成された表層と、を備える導電性ローラにおいて、
前記弾性層が、樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を塗布後乾燥させ、加熱により前記樹脂製マイクロバルーンを膨張させて形成され、
前記表層が、水系塗料を塗布後、乾燥させて形成されてなることを特徴とする導電性ローラ。
In a conductive roller comprising a shaft, an elastic layer formed on the outer periphery of the shaft, and a surface layer formed on the outer peripheral surface of the elastic layer,
The elastic layer is formed by applying a water-based paint containing a resin microballoon and then drying, and expanding the resin microballoon by heating,
The conductive roller, wherein the surface layer is formed by applying a water-based paint and then drying.
前記弾性層の水系塗料が、架橋剤を含有する請求項1記載の導電性ローラ。   The conductive roller according to claim 1, wherein the water-based paint of the elastic layer contains a crosslinking agent. 加熱により前記樹脂製マイクロバルーンを膨張させる前の弾性層の厚みに対する、加熱により前記樹脂製マイクロバルーンを膨張させた後の弾性層の厚みの比が、1.2以上である請求項1または2記載の導電性ローラ。   The ratio of the thickness of the elastic layer after inflating the resin microballoon by heating to the thickness of the elastic layer before inflating the resin microballoon by heating is 1.2 or more. The conductive roller as described. シャフトの外周に樹脂製マイクロバルーンを含有する水系塗料を塗布する塗布工程(A)と、
該塗布工程(A)後、前記樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以下の温度で乾燥させる乾燥工程(B)と、
該乾燥工程(B)後、前記樹脂製マイクロバルーンの膨張温度以上の温度で加熱して前記樹脂製マイクロバルーンの膜を膨張させる膨張工程(C)と、
該膨張工程(C)後、水系塗料を塗布して乾燥する塗布乾燥工程(D)と、を有することを特徴とする導電性ローラの製造方法。
An application step (A) of applying a water-based paint containing a resin microballoon to the outer periphery of the shaft;
After the coating step (A), a drying step (B) for drying at a temperature not higher than the expansion temperature of the resin microballoon;
After the drying step (B), an expansion step (C) in which the membrane of the resin microballoon is expanded by heating at a temperature equal to or higher than the expansion temperature of the resin microballoon;
And a coating / drying step (D) in which a water-based paint is applied and dried after the expansion step (C).
前記塗布工程(A)の水系塗料が、架橋剤を含有し、
前記膨張工程(C)と前記塗布乾燥工程(D)の間に、前記架橋剤の反応温度以上の温度に加熱して架橋する架橋工程(E)を有する請求項4記載の導電性ローラの製造方法。
The water-based paint in the coating step (A) contains a crosslinking agent,
The conductive roller manufacturing method according to claim 4, further comprising a crosslinking step (E) in which the crosslinking is performed by heating to a temperature equal to or higher than the reaction temperature of the crosslinking agent between the expansion step (C) and the coating drying step (D). Method.
前記塗布工程(A)と、前記乾燥工程(B)とを繰り返し行う請求項4または5記載の導電性ローラの製造方法。   The method for producing a conductive roller according to claim 4 or 5, wherein the coating step (A) and the drying step (B) are repeated. 前記膨張工程(C)前の弾性層の厚みに対する、前記膨張工程(C)後の弾性層の厚みの比が、1.2以上である請求項4〜6のうちいずれか一項記載の導電性ローラの製造方法。   The ratio of the thickness of the elastic layer after the said expansion process (C) with respect to the thickness of the elastic layer before the said expansion process (C) is 1.2 or more, The electroconductivity as described in any one of Claims 4-6 Manufacturing method of the adhesive roller.
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