JP7225005B2 - Conductive member and manufacturing method thereof, process cartridge and electrophotographic image forming apparatus - Google Patents

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Description

本開示は、電子写真用の導電性部材及びその製造方法、プロセスカートリッジ並びに電子写真画像形成装置に関する。 The present disclosure relates to an electrophotographic conductive member and its manufacturing method, a process cartridge, and an electrophotographic image forming apparatus.

電子写真方式を採用した画像形成装置である電子写真画像形成装置においては、導電性部材が様々な用途、例えば、帯電ローラ、転写ローラ、現像ローラ、現像ブレードなどの導電性ローラおよびブレードとして使用されている。これらの導電性部材は、導電性を調整するために、カーボンブラック(CB)の如き導電性粒子が添加された導電層を有している。 In an electrophotographic image forming apparatus, which is an image forming apparatus employing an electrophotographic method, conductive members are used for various purposes, for example, as conductive rollers and blades such as charging rollers, transfer rollers, developing rollers, and developing blades. ing. These conductive members have a conductive layer to which conductive particles such as carbon black (CB) are added in order to adjust the conductivity.

特許文献1は、イオン伝導性ゴム材料からなるポリマー連続相と、電子伝導性ゴム材料からなるポリマー粒子相とを含んでなる海島構造を有し、該イオン伝導性ゴム材料が、主に体積固有抵抗率1×1012Ω・cm以下の原料ゴムからなり、該電子伝導性ゴム材料が、原料ゴムBに電子導電剤(導電性粒子)を配合することにより導電化されている半導電性ゴム組成物、及び、該半導電性ゴム組成物から形成された弾性層を有する帯電部材を開示している。そして、特許文献1は、このような半導電性ゴム組成物は、電気抵抗の電圧依存性やバラつきが小さく、また、電気抵抗の環境依存性が小さい、といった効果を奏することを開示している。 Patent document 1 has a sea-island structure comprising a polymer continuous phase made of an ion-conductive rubber material and a polymer particle phase made of an electronically-conductive rubber material, and the ion-conductive rubber material is mainly volume-specific A semi-conductive rubber made of a raw material rubber having a resistivity of 1×10 12 Ω·cm or less, wherein the electronic conductive rubber material is made conductive by blending an electronic conductive agent (conductive particles) into the raw rubber B. composition and a charging member having an elastic layer formed from the semiconductive rubber composition. Patent Literature 1 discloses that such a semiconductive rubber composition exhibits effects such as small voltage dependency and variation in electrical resistance and small environmental dependency of electrical resistance. .

特開2002-003651号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-003651

本発明者らは、特許文献1に係る帯電部材を用いて電子写真画像を形成するにあたり、当該帯電部材と被帯電体である電子写真感光体との間に印加する帯電バイアスを、一般的な帯電バイアス(例えば、-1100V程度)よりも低い電圧(-800~-1000V)とすることを検討した。近年、電子写真画像形成装置に対する、より一層の小型化、低コスト化の要求に対し、帯電電圧を下げても高品位な電子写真画像が得られるのであれば、電源をより小さくすることができるためである。 In forming an electrophotographic image using the charging member disclosed in Patent Document 1, the present inventors have found that the charging bias to be applied between the charging member and the electrophotographic photosensitive member, which is the member to be charged, is generally A voltage (-800 to -1000 V) lower than the charging bias (for example, about -1100 V) was considered. In recent years, in response to the demand for further miniaturization and cost reduction of electrophotographic image forming apparatuses, the power supply can be made smaller if high-quality electrophotographic images can be obtained even if the charging voltage is lowered. It's for.

その結果、電子写真感光体の表面電位が不均一であることに起因するハーフトーン画像における粒状性が電子写真画像に現れる場合があった。
帯電バイアスを低くした場合にも、被帯電体を均一に帯電し得る帯電部材として用いることができる電子写真用の導電性部材の提供が望まれている。
As a result, graininess in a halftone image caused by uneven surface potential of the electrophotographic photosensitive member may appear in the electrophotographic image.
It is desired to provide a conductive member for electrophotography which can be used as a charging member capable of uniformly charging a member to be charged even when the charging bias is lowered.

そこで本発明の一態様は、低電圧印加で使用される導電性部材において、導電パスにおける電荷の移動が極めて効率的になり、高速プロセス下においても電気抵抗率が変化しにくく、また、導電パスの均質化により放電ムラの抑制も達成される電子写真用の導電性部材の提供に向けたものである。
また、本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像の形成に資するプロセスカートリッジの提供に向けたものである。さらに本発明の他の態様は、高品位な電子写真画像を形成することのできる電子写真画像形成装置の提供に向けたものである。
Therefore, one aspect of the present invention is that in a conductive member used with low voltage application, the movement of charges in the conductive path becomes extremely efficient, the electrical resistivity is less likely to change even under high-speed processes, and the conductive path The present invention aims at providing a conductive member for electrophotography in which discharge unevenness can be suppressed by homogenization of .
Another aspect of the present invention is directed to providing a process cartridge that contributes to the formation of high-quality electrophotographic images. Yet another aspect of the present invention is directed to providing an electrophotographic image forming apparatus capable of forming high-quality electrophotographic images.

本発明の一態様によれば、
第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、該マトリックスに分散されている複数個のドメインと、を有する導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、該ドメインの各々は、第2のゴムの架橋物と導電性粒子とを含んでおり、該第1のゴムは、該第2のゴムとは異なり、該導電層の厚み方向の断面に現れる該ドメインの各々の断面積に対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値をμとし、該割合の標準偏差をσとしたとき、σ/μが、0以上、0.4以下であり、該μが、20%以上、40%以下であり、かつ、該導電層の任意の9箇所からサンプリングされる、一辺が9μmの第1の立方体形状のサンプルのうち、少なくとも8個のサンプルは、下記条件(1)を満たす電子写真用の導電性部材が提供される。
According to one aspect of the invention,
An electrophotographic conductive member having a conductive layer having a matrix comprising a crosslinked product of a first rubber and a plurality of domains dispersed in the matrix, each domain comprising a second and conductive particles, and the first rubber differs from the second rubber in that the cross-sectional area of each of the domains appearing in the cross-section in the thickness direction of the conductive layer is Let μ be the average ratio of the cross-sectional area of the conductive particles included in each domain, and let σ be the standard deviation of the ratio. , 20% or more and 40% or less, and at least 8 of the first cubic samples with a side of 9 μm sampled from any 9 locations of the conductive layer, at least 8 samples under the following conditions ( Provided is a conductive member for electrophotography that satisfies 1).

なお、条件(1)は、「1個のサンプルを、27個の、一辺が3μmの単位立方体に区分し、該単位立方体の各々に含まれる前記ドメインの体積Vdを求めたとき、Vdが2.7~10.8μmである単位立方体の数が少なくとも20個であること」である。 Note that condition (1) is defined as follows: "When one sample is divided into 27 unit cubes each having a side of 3 μm, and the volume Vd of the domain contained in each of the unit cubes is obtained, Vd is 2. .The number of unit cubes of 7 to 10.8 μm 3 is at least 20.”

また、本発明の他の態様によれば、上記の電子写真用の導電性部材の製造方法であって、該電子写真用の導電性部材が、円柱状または円筒状の導電性の基体と、該基体の外周面上の該導電層とを有する帯電ローラ、転写ローラまたは現像ローラであって、
該製造方法は、
該第1のゴムの原料としての第1の未加硫ゴムと、該第2のゴムの原料としての第2の未加硫ゴムと、前記導電性粒子とを含む未加硫ゴム混合物を、伸長せん断スクリュウを備えた混練機を用いて混練し、前記導電層の材料となる未加硫ゴム混練物を得る工程と、
該未加硫ゴム混練物の層を該導電性の基体の外周面上に形成する工程と、
該未加硫ゴム混練物の層中の該第1の未加硫ゴム及び該第2の未加硫ゴムを加硫させて、該導電層を得る工程と、を有する電子写真用の導電性部材の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided the electrophotographic conductive member manufacturing method described above, wherein the electrophotographic conductive member comprises a columnar or cylindrical conductive substrate; A charging roller, a transfer roller, or a developing roller having the conductive layer on the outer peripheral surface of the substrate,
The manufacturing method is
An unvulcanized rubber mixture containing a first unvulcanized rubber as a raw material of the first rubber, a second unvulcanized rubber as a raw material of the second rubber, and the conductive particles , a step of kneading using a kneader equipped with an extensional shear screw to obtain an unvulcanized rubber kneaded material that will be the material of the conductive layer ;
forming a layer of the unvulcanized rubber mixture on the outer peripheral surface of the conductive substrate;
and vulcanizing the first unvulcanized rubber and the second unvulcanized rubber in the layer of the unvulcanized rubber mixture to obtain the conductive layer. A method of manufacturing a component is provided.

また本発明の他の態様によれば、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されているプロセスカートリッジであって、上記の導電性部材を具備しているプロセスカートリッジが提供される。
更に本発明の他の態様によれば、上記の導電性部材を具備している電子写真画像形成装置が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a process cartridge detachably attached to a main body of an electrophotographic image forming apparatus, the process cartridge comprising the conductive member described above.
According to still another aspect of the present invention, there is provided an electrophotographic image forming apparatus comprising the conductive member described above.

本発明の一態様によれば、低電圧印加で使用される導電性部材において、導電パスにおける電荷の移動が極めて効率的になり、高速プロセス下においても電気抵抗率が変化しにくく、また、導電パスの均質化により放電ムラの抑制も達成される電子写真用の導電性部材を得ることができる。
また、本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像の形成に資するプロセスカートリッジを得ることができる。さらに本発明の他の態様によれば、高品位な電子写真画像を形成することのできる電子写真画像形成装置を得ることができる。
According to one aspect of the present invention, in a conductive member used at low voltage application, the movement of charges in the conductive path becomes extremely efficient, the electrical resistivity is less likely to change even under high-speed processes, and the conductive member It is possible to obtain a conductive member for electrophotography in which discharge unevenness is suppressed by homogenization of paths.
Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to obtain a process cartridge that contributes to the formation of high-quality electrophotographic images. Further, according to another aspect of the present invention, it is possible to obtain an electrophotographic image forming apparatus capable of forming high quality electrophotographic images.

(a)本発明の一態様に係る電子写真用の導電性部材の一例を示す図である。(b)本発明の一態様に係る第1の立方体と単位立方体を説明するための模式図である。1A shows an example of an electrophotographic conductive member according to one embodiment of the present invention; FIG. (b) A schematic diagram for explaining a first cube and a unit cube according to one aspect of the present invention. 第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、該マトリックスに分散されている複数個のドメインとを有する導電層の構造を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the structure of a conductive layer having a matrix containing a crosslinked product of a first rubber and a plurality of domains dispersed in the matrix; 本態様に係る導電性弾性層の作製に使用される伸長せん断スクリュウの一例を説明するための模式図である:(a)スクリュウ内部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウ;(b)スクリュウ外部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウ。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of an elongational shearing screw used for producing a conductive elastic layer according to this embodiment: (a) a screw provided with an elongational shear imparting mechanism inside the screw; A screw with an elongation shear imparting mechanism. 本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an electrophotographic image forming apparatus according to one aspect of the present invention; FIG. 本発明の一態様に係るプロセスカートリッジを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a process cartridge according to one aspect of the present invention; 導電性部材に流れる電流値を測定する電気抵抗測定装置の一例を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing an example of an electrical resistance measuring device that measures a current value flowing through a conductive member; FIG.

本発明者らは、特許文献1に係る帯電部材が、帯電バイアスを低くした場合において電子写真感光体の表面を均一に帯電させることが困難である理由について検討した。その過程で、特許文献1に係る帯電部材において、電子伝導性ゴム材料からなるポリマー粒子相の役割に着目した。すなわち、弾性層(導電層)内においては、ポリマー粒子相間の電子の授受によって導電層に電子伝導性が付与されていると考えられる。かかる考察に基づき、帯電バイアスを低くした場合における上記の課題は、導電層内におけるポリマー粒子相の分散状態の不均一性に起因していると推測した。すなわち、帯電バイアスを低くしたことにより、ポリマー粒子相間での電子の授受は生じにくくなる。ここで、1個のポリマー粒子相に着目したとき、帯電バイアスが高い場合には、当該ポリマー粒子相からの電子は、当該ポリマー粒子相の周囲に存在する複数個の他のポリマー粒子相までの距離にバラつきがあっても、当該他のポリマー粒子相にほぼ均等に受け渡されると考えられる。しかしながら、帯電バイアスが低い場合、当該ポリマー粒子相からの電子は、当該ポリマー粒子相の周囲に存在するポリマー粒子相のうち、最も近くに存在する他のポリマー粒子相に優先的に受け渡されると考えられる。その結果、導電層内で電子の流れにムラが生じ、当該帯電部材の外表面からの電子写真感光体への放電が不均一となる。このことにより、電子写真感光体の表面電位が不均一になると考えられる。
そこで、本発明者らは、導電層内におけるポリマー粒子相間の距離のバラつきを抑えることが、帯電バイアスを低い場合における前記課題を解決し得るものと考察した。係る考察に基づき、更なる検討を重ねた結果、下記の要件(A)及び要件(B)を満たす導電性部材が、当該課題の解決に有効であることを見出した。
なお、電子写真感光体の表面電位が不均一であることに起因するハーフトーン画像における粒状性の画像は、導電性部材における導電均一性にムラがある(導電点が均一に分散していない)ために、放電均一性のムラが生じ、結果、発生するものと推定される。また、耐久評価におけるハーフトーン画像における粒状性は、帯電ローラの電気抵抗値の上昇により低下する。
The inventors of the present invention have investigated the reason why it is difficult for the charging member according to Patent Document 1 to uniformly charge the surface of the electrophotographic photosensitive member when the charging bias is lowered. In the process, in the charging member according to Patent Document 1, attention was paid to the role of the polymer particle phase made of an electron conductive rubber material. That is, in the elastic layer (conductive layer), it is considered that electron conductivity is imparted to the conductive layer by transfer of electrons between polymer particle phases. Based on these considerations, it was presumed that the above-mentioned problem in the case of lower charging bias is caused by non-uniform dispersion of the polymer particle phase in the conductive layer. That is, by lowering the charging bias, it becomes difficult for electrons to be transferred between polymer particle phases. Here, when focusing on one polymer particle phase, when the charging bias is high, electrons from the polymer particle phase travel to a plurality of other polymer particle phases existing around the polymer particle phase. Even if there is variation in the distance, it is considered that the other polymer particle phase is delivered almost evenly. However, when the charging bias is low, the electrons from the polymer particle phase are preferentially transferred to other polymer particle phases existing closest among the polymer particle phases existing around the polymer particle phase. Conceivable. As a result, the flow of electrons becomes uneven in the conductive layer, and the discharge from the outer surface of the charging member to the electrophotographic photosensitive member becomes uneven. It is believed that this causes the surface potential of the electrophotographic photosensitive member to become non-uniform.
Therefore, the present inventors have considered that suppressing the variation in the distance between the polymer particle phases in the conductive layer can solve the above-mentioned problems when the charging bias is low. As a result of further studies based on such considerations, it was found that a conductive member that satisfies the following requirements (A) and (B) is effective in solving the problem.
A grainy image in a halftone image caused by uneven surface potential of an electrophotographic photosensitive member has uneven conductivity uniformity in the conductive member (conductive points are not uniformly dispersed). Therefore, it is presumed that unevenness in discharge uniformity occurs, and as a result, it occurs. Further, the graininess of the halftone image in the durability evaluation is lowered by the increase in the electric resistance value of the charging roller.

要件(A):
第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、該マトリックスに分散されている複数個のドメインと、を有する導電層を有し、
該ドメインの各々が、該第1のゴムとは異なる第2のゴムの架橋物と導電性粒子とを含んでいること。
Requirement (A):
a conductive layer having a matrix containing a crosslinked product of a first rubber and a plurality of domains dispersed in the matrix;
each of said domains comprising a cross-linked product of a second rubber different from said first rubber and conductive particles;

要件(B)
該導電層の厚み方向の断面に現れる該ドメインの各々の断面積に対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値をμとし、該割合の標準偏差をσとしたとき、σ/μが、0以上、0.4以下であり、
該μが、20%以上、40%以下であり、かつ、
該導電層の任意の9箇所からサンプリングされる、一辺が9μmの第1の立方体形状のサンプルのうち、少なくとも8個のサンプルは、下記条件(1)を満たすこと:
Requirement (B)
When μ is the average ratio of the cross-sectional area ratio of the conductive particles contained in each domain to the cross-sectional area of each domain appearing in the cross section in the thickness direction of the conductive layer, and σ is the standard deviation of the ratio , σ/μ is 0 or more and 0.4 or less,
The μ is 20% or more and 40% or less, and
Of the first cubic samples with a side of 9 μm sampled from any 9 locations of the conductive layer, at least 8 samples satisfy the following condition (1):

条件(1)
1個のサンプルを、27個の、一辺が3μmの単位立方体に区分し、該単位立方体の各々に含まれる前記ドメインの体積Vdを求めたとき、Vdが2.7~10.8μmである単位立方体の数が少なくとも20個であること。
Condition (1)
One sample is divided into 27 unit cubes each having a side of 3 μm, and the volume Vd of the domains contained in each of the unit cubes is found to be 2.7 to 10.8 μm 3 . The number of unit cubes should be at least 20.

つまり、上記μとσの関係が、『σ/μが、0以上、0.4以下』であることで、各ドメイン中に含まれる導電性粒子の数・量にバラつきが少ないために、結果、電気抵抗の揃ったドメインとなる。特に、上記μとσの関係が、『σ/μが、0以上、0.25以下』の場合にはさらに電気抵抗の揃ったドメインとなり、より本発明における効果が高まる傾向があるため特に好ましい。
該σ/μを低い値にするためには、各ドメイン中に含まれる導電性粒子の数・量を増加させることが好ましく、またドメインのサイズを揃えることも好ましい。
なお、ここで該μは、20%以上、40%以下である。μが20%以上であることにより、ドメイン内での導電性粒子の電気的な繋がりが安定化する。また、μが40%以下であることにより、ドメイン内の導電性粒子の量が多くなり過ぎることによる導電性粒子起因のドメインの異形化を抑制できる。該μは、より好ましくは、23%以上、40%以下、特に好ましくは、28%以上、40%以下である。
In other words, when the relationship between μ and σ is “σ/μ is 0 or more and 0.4 or less”, the number and amount of conductive particles contained in each domain are less varied, so the result , becomes a domain with uniform electrical resistance. In particular, when the relationship between μ and σ is "σ/μ is 0 or more and 0.25 or less", the domain becomes more uniform in electric resistance, and the effect of the present invention tends to be enhanced, which is particularly preferable. .
In order to reduce the value of σ/μ, it is preferable to increase the number and amount of conductive particles contained in each domain, and it is also preferable to uniform the size of the domains.
Here, μ is 20% or more and 40% or less. When μ is 20% or more, the electrical connection of the conductive particles within the domain is stabilized. Further, when μ is 40% or less, it is possible to suppress deformation of the domain caused by the conductive particles due to an excessive amount of the conductive particles in the domain. The μ is more preferably 23% or more and 40% or less, and particularly preferably 28% or more and 40% or less.

上記の一辺が3μmの該単位立方体中にドメインが10~40体積%含まれ、かつ該立方体が該導電層全体に均質に存在するため、結果、該導電性のドメインが三次元的に均等かつ密に導電層中に配置された構成となる。なお、後述するように、ドメインの総体積を増加させた場合にも、該導電層全体に均質に存在する割合が高まる傾向がある。また、ドメインの総体積が同じでも、ドメインサイズを小さくし、個数を増加させることで、ドメインが該導電層全体に均質に存在する割合が飛躍的に高まる傾向がある。
つまり、上記条件(1)のVd値を満たす一辺が3μmの単位立方体の個数が増加するにつれて、本態様に係る効果を高められる。そのため、該単位立方体の個数は20個以上であり、22個以上であることが好ましく、25個以上であることがより好ましい。
10 to 40% by volume of domains are contained in the unit cube having a side of 3 μm, and the cubes are homogeneously present in the entire conductive layer. As a result, the conductive domains are three-dimensionally uniform and It becomes the structure densely arranged in the conductive layer. As will be described later, even when the total volume of the domains is increased, there is a tendency that the proportion of domains uniformly present in the entire conductive layer increases. Further, even if the total volume of the domains is the same, by decreasing the domain size and increasing the number of domains, there is a tendency that the proportion of domains homogeneously existing in the entire conductive layer increases dramatically.
That is, as the number of unit cubes having a side of 3 μm that satisfies the Vd value of the above condition (1) increases, the effect of this aspect can be enhanced. Therefore, the number of unit cubes is 20 or more, preferably 22 or more, and more preferably 25 or more.

なお、導電支持体から導電層の表面まで導電パスが繋がって形成されるために、3次元的にドメインを配置する。なお、ここで『導電パスが繋がっている』とは、所望の印加電圧に伴い、ドメイン間で電荷が授受される状態を指す。用いる印加電圧や導電層の厚み、さらにはドメインやマトリックスの電気抵抗によるが、3次元的な評価において、例えば、ドメインの隣接壁面間距離が100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることが、電荷の移動には特に好ましい。 In addition, since a conductive path is formed by connecting the conductive support to the surface of the conductive layer, the domains are arranged three-dimensionally. Here, "a conductive path is connected" refers to a state in which charges are exchanged between domains in accordance with a desired applied voltage. Although it depends on the applied voltage used, the thickness of the conductive layer, and the electrical resistance of the domains and the matrix, in a three-dimensional evaluation, for example, the distance between adjacent wall surfaces of domains is preferably 100 nm or less, and preferably 50 nm or less. , is particularly favorable for charge transport.

即ち、上記の関係を満たした導電層構造を形成することにより、帯電バイアスを低くした場合にも、導電パスにおける電荷の移動を極めて効率的に行うことが可能となった。結果、高速プロセス下においても電気抵抗率が変化しにくく、また、導電パスの均質化により、帯電ムラや放電ムラの抑制も達成されるため、高品位な電子写真画像を安定的に形成することが実現可能となった。 That is, by forming a conductive layer structure that satisfies the above relationship, even when the charging bias is lowered, it is possible to move charges in the conductive path extremely efficiently. As a result, the electrical resistivity does not easily change even under high-speed processing, and the homogenization of the conductive paths suppresses uneven charging and discharging, so that high-quality electrophotographic images can be stably formed. became feasible.

以下、本発明を詳細に説明する。なお、電子写真用の導電性部材を、その代表例である帯電ローラによって記載するが、本発明の導電性部材の用途が限定されるものではない。本発明における実施態様である、帯電ローラ、転写ローラ及び現像ローラ、現像ブレードは、本発明における導電性部材の形状を適宜調整し、従来公知のそれぞれの部材の作製法にて作製可能である。すなわち、帯電バイアスを低くした場合と同様に、低電圧印加で使用される導電性部材において、導電パスにおける電荷の移動が極めて効率的になり、高速プロセス下においても電気抵抗率が変化しにくく、また、導電パスの均質化により放電ムラの抑制も達成される。 The present invention will be described in detail below. Although the electrophotographic conductive member is described using a charging roller as a representative example, the application of the conductive member of the present invention is not limited. The charging roller, the transfer roller, the developing roller, and the developing blade, which are embodiments of the present invention, can be manufactured by appropriately adjusting the shape of the conductive member of the present invention and using a conventionally known manufacturing method for each member. That is, in the same manner as when the charging bias is lowered, in the conductive member used at low voltage application, the movement of charges in the conductive path becomes extremely efficient, and the electrical resistivity does not easily change even under high-speed processes. In addition, the homogenization of the conductive path also achieves suppression of discharge unevenness.

<導電性部材>
本態様に係る電子写真用の導電性部材1は、図1(a)に断面を示すように、導電性の基体(導電性軸芯体)11上に、第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、該マトリックスに分散されている複数個のドメインと、を有する導電層12を有する。なお、該導電層の上には、必要に応じて、更に他の層を設けることができる。
導電性部材の電気抵抗は、体積抵抗率を、10~10Ωcmに制御することが好ましい。10Ωcm以上であれば、電流の制動性がよく、画像弊害の発生を抑制できる。一方、10Ωcm以下であれば、導電性部材として機能するために十分な電流を流すことができる。
<Conductive member>
The electrophotographic conductive member 1 according to this embodiment includes a crosslinked product of a first rubber on a conductive substrate (conductive mandrel) 11, as shown in cross section in FIG. 1(a). It has a conductive layer 12 having a matrix and a plurality of domains dispersed in the matrix. Note that another layer can be provided on the conductive layer, if necessary.
Regarding the electrical resistance of the conductive member, it is preferable to control the volume resistivity to 10 4 to 10 8 Ωcm. If it is 10 4 Ωcm or more, the current damping property is good, and the occurrence of image defects can be suppressed. On the other hand, if it is 10 8 Ωcm or less, a current sufficient to function as a conductive member can flow.

<導電性の基体>
導電性の基体としては、電子写真用の導電性部材の分野で公知なものから適宜選択して用いることができる。例えば、導電性軸芯体である場合には、炭素鋼合金の表面に5μm程度の厚さのニッケルメッキを施した円柱状である。また、基体は中空の円筒状であってもよい。また、基体には、導電接着剤(粘着剤)が塗布されていてもよい。
<Conductive substrate>
The conductive substrate can be appropriately selected and used from those known in the field of conductive members for electrophotography. For example, in the case of a conductive mandrel, the mandrel has a columnar shape formed by plating the surface of a carbon steel alloy with nickel to a thickness of about 5 μm. Alternatively, the substrate may be hollow and cylindrical. Also, a conductive adhesive (adhesive) may be applied to the substrate.

<導電層>
導電層は、第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、該マトリックスに分散されている複数個のドメインと、を有する。該導電層の厚み方向の断面に現れる該ドメインの各々の断面積に対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値をμとし、該割合の標準偏差をσとしたとき、『σ/μが、0以上、0.4以下であり、該μが、20%以上、40%以下』である関係を満たす。同時に、該導電層の任意の9箇所からサンプリングされる、一辺が9μmの第1の立方体形状のサンプル(13)のうち、少なくとも8個のサンプルは、下記条件(1)を満たす。
『条件(1):1個のサンプルを、27個の、一辺が3μmの単位立方体14に区分し、該単位立方体の各々に含まれる前記ドメインの体積Vdを求めたとき、Vdが2.7~10.8μmである単位立方体の数が少なくとも20個であること』。
<Conductive layer>
The conductive layer has a matrix including a first rubber crosslinked product and a plurality of domains dispersed in the matrix. When μ is the average ratio of the cross-sectional area ratio of the conductive particles contained in each domain to the cross-sectional area of each domain appearing in the cross section in the thickness direction of the conductive layer, and σ is the standard deviation of the ratio , ``σ/μ is 0 or more and 0.4 or less, and the μ is 20% or more and 40% or less''. At the same time, at least eight of the first cubic samples (13) each having a side of 9 μm sampled from any nine locations of the conductive layer satisfy the following condition (1).
“Condition (1): One sample is divided into 27 unit cubes 14 each having a side of 3 μm, and when the volume Vd of the domain contained in each of the unit cubes is obtained, Vd is 2.7. The number of unit cubes that are ~10.8 μm 3 is at least 20'.

なお、導電性部材の導電層は、帯電ローラとして使用する場合は被帯電体を均一に帯電させるために、均一な半導電性を有することに加え、被帯電体である感光体への均一な接触を確保するために、低硬度(例えば、該導電層の弾性率が1MPa以上100MPa以下)であることが好ましい。 When used as a charging roller, the conductive layer of the conductive member should have uniform semi-conductivity in order to uniformly charge the member to be charged, and in addition, to uniformly charge the photosensitive member, which is the member to be charged. In order to ensure contact, the hardness is preferably low (for example, the modulus of elasticity of the conductive layer is 1 MPa or more and 100 MPa or less).

実質的にドメインのみが導電性粒子により導電化されており、導電性粒子がドメインに偏在していることが好ましい。 It is preferred that substantially only the domains are made conductive by the conductive particles, and the conductive particles are unevenly distributed in the domains.

〔マトリックス〕
(第1のゴムの材料)
導電層は、第1のゴムの架橋物を含むマトリックスを有する。第1のゴムとしては、後述する第2のゴムと所定の比率でブレンドすることにより、第1のゴムを含むマトリックスを形成し得るものであれば、特に限定されるものではなく、所望の物性により電子写真用の導電性部材の分野において公知のゴム組成物を好適に用いることができる。例えば、天然ゴムやこれを加硫処理したもの、合成ゴムを挙げることができる。合成ゴムとしては、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、ブタジエンゴム(BR)、エピクロルヒドリンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、エチレン-プロピレンゴムなどが挙げられる。またそれらの変性ゴムや共重合体、さらにはそれらの水添物などを用いてもよいし、それらを適宜複合させて用いてももちろんよい。
これらのゴム中には、本発明の効果を損なわない範囲で、ゴムの配合剤として一般的に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、発泡剤、導電助剤、粗し粒子等を添加することができる。また言うまでもなく、加硫剤や加硫助剤、加硫促進剤も添加することができる。
マトリックスに配合されるゴムの配合剤は、選択する原料ゴムにもよるが、第1のゴム100質量部に対して、0.1質量部以上、100質量部以下が好ましい。
〔matrix〕
(Material of the first rubber)
The conductive layer has a matrix containing a crosslinked product of the first rubber. The first rubber is not particularly limited as long as it can form a matrix containing the first rubber by blending with the second rubber described later in a predetermined ratio, and the desired physical properties can be obtained. A rubber composition known in the field of conductive members for electrophotography can be suitably used. Examples thereof include natural rubber, vulcanized rubber, and synthetic rubber. Synthetic rubbers include styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), butadiene rubber (BR), epichlorohydrin rubber, silicone rubber, fluororubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, ethylene-propylene rubber, and the like. . Modified rubbers and copolymers thereof, hydrogenated products thereof, and the like may also be used, and of course they may be combined as appropriate.
These rubbers may contain fillers, softeners, processing aids, tackifiers, antitackifiers, dispersants, which are generally used as compounding agents for rubbers, as long as they do not impair the effects of the present invention. Foaming agents, conductive aids, roughening particles and the like can be added. Needless to say, vulcanizing agents, vulcanizing auxiliaries and vulcanizing accelerators can also be added.
Although it depends on the raw material rubber to be selected, the rubber compounding agent to be mixed in the matrix is preferably 0.1 parts by mass or more and 100 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the first rubber.

なお、主鎖に2重結合を含むジエン系ゴム自身は通電に対して良好、すなわち、通電によるゴムの劣化試験において劣化耐性があることを実験的に確認している。
そのため、使用される合成ゴムとしてはジエン系ゴムであるSBR、NBR、BRやその変性ゴムが好ましい。また、NBRやSBRにおいては、混練時の熱劣化が少ないことを確認済みであるため、使用されるゴムとしてはNBRやSBRも特に好ましい。また、SBRにおいては、加工性や研磨性が良化する傾向があり、所望の物性によっては極めて好ましい場合もある。
It has been experimentally confirmed that the diene rubber itself, which contains double bonds in its main chain, is good against electric current, that is, has resistance to deterioration in a rubber deterioration test due to electric current.
Therefore, as the synthetic rubber to be used, SBR, NBR, BR, which are diene rubbers, and their modified rubbers are preferable. In addition, NBR and SBR are particularly preferable as the rubber to be used because it has already been confirmed that NBR and SBR have little thermal deterioration during kneading. In addition, SBR tends to improve workability and polishability, and may be extremely preferable depending on the desired physical properties.

(マトリックスの電気抵抗)
マトリックスはカーボンブラック等の導電性粒子をほとんど含まず、ドメインよりも高い電気抵抗を有する。
第1のゴムの架橋物を含むマトリックスが、体積固有抵抗率1×1012Ω・cm以下のイオン伝導性の原料ゴムより主に形成される場合には、導電性粒子を有するドメイン間の導通が良好となる傾向があり、3次元的に良好な導電パスを形成しやすい。一方、体積固有抵抗率1×1012Ω・cmより大きな絶縁性の原料ゴムより主に形成される場合には、導電部材としての所望の電気抵抗を満足させるために、必要となる導電性粒子を有するドメインの量/個数が多くなる傾向があり、結果、3次元的に良好な導電パスが形成し難くなる。
(matrix electrical resistance)
The matrix contains few conductive particles such as carbon black and has a higher electrical resistance than the domains.
When the matrix containing the crosslinked product of the first rubber is mainly formed from an ion-conductive raw material rubber having a specific volume resistivity of 1×10 12 Ω·cm or less, conduction between domains having conductive particles tends to be good, and it is easy to form a three-dimensionally good conductive path. On the other hand, when it is mainly formed from an insulating raw material rubber having a specific volume resistivity of 1×10 12 Ω·cm or more, the conductive particles necessary for satisfying the desired electrical resistance as the conductive member As a result, it becomes difficult to form a three-dimensionally good conductive path.

(マトリックスの電気抵抗の測定方法)
マトリックスの電気抵抗は、当該導電性部材の導電層を薄片化し、微小端子によって計測することができる。薄片化の手段としては、例えば、鋭利なカミソリやミクロトーム、FIB(集束イオンビーム)などが挙げられる。薄片の作製に関しては、ドメインの影響を排除し、マトリックスのみの電気抵抗を計測するために、透過電子顕微鏡(TEM)や走査電子顕微鏡(SEM)などであらかじめ計測したドメイン間距離よりも小さい膜厚の薄片を作製する。したがって、薄片化の手段としては、ミクロトームなどの非常に薄サンプルを作製できる手段が好ましい。
(Method for measuring electrical resistance of matrix)
The electrical resistance of the matrix can be measured by thinning the conductive layer of the conductive member and using micro terminals. Examples of thinning means include a sharp razor, a microtome, and an FIB (focused ion beam). Regarding the preparation of flakes, in order to eliminate the influence of domains and measure the electrical resistance of only the matrix, the film thickness is smaller than the inter-domain distance measured in advance by a transmission electron microscope (TEM) or a scanning electron microscope (SEM). to make a thin section of Therefore, as a means for thinning, a means capable of producing a very thin sample, such as a microtome, is preferable.

電気抵抗値の測定は、まず当該薄片の片面を接地した後に、原子間力顕微鏡(AFM)、走査型プローブ顕微鏡(SPM)などで、マトリックスとドメインの電気抵抗値を測定できる手段によって、薄片中のマトリックスとドメインの場所を特定する。SPM、AFMでは硬度の分布も計測できる。次いで、当該マトリックスの探針を接触させ、50VのDC電圧を印加した時の接地電流を測定し、電気抵抗として算出すればよい。このとき、SPMやAFMのような薄片の形状測定も可能な手段であれば、当該薄片の膜厚測定ができ、電気抵抗率が測定可能となるために好適である。
上記のような電気抵抗の測定は、導電性部材を周方向に4分割、長手方向に5分割した領域のそれぞれから各1つずつ薄片サンプルを切り出して、上記の測定値を得た後に、合計20サンプルの結果の算術平均により算出する。
The electrical resistance value is measured by first grounding one side of the flake, and then using an atomic force microscope (AFM), scanning probe microscope (SPM), or the like to measure the electric resistance of the matrix and domains. Identify the location of the matrix and domains of SPM and AFM can also measure hardness distribution. Next, the probes of the matrix are brought into contact with each other, the ground current is measured when a DC voltage of 50 V is applied, and the electric resistance is calculated. At this time, a means such as SPM or AFM that can also measure the shape of the thin piece is suitable because it can measure the film thickness of the thin piece and measure the electrical resistivity.
The measurement of the electrical resistance as described above is performed by cutting out one thin piece sample from each of the regions obtained by dividing the conductive member into four in the circumferential direction and five in the longitudinal direction, and obtaining the above measured values. Calculated by arithmetic mean of 20 sample results.

(マトリックスとドメインの電気抵抗の比較に関して)
上述したように、マトリックスはカーボンブラック等の導電性粒子をほとんど含まず、ドメインよりも高い電気抵抗を有する。なお、マトリックス部とドメイン部との体積抵抗率の比は、好ましくは5倍以上、さらに好ましくは10倍以上であることがドメインの導電パス形成の観点から有効である。
(Regarding the comparison of matrix and domain electrical resistance)
As noted above, the matrix contains few conductive particles such as carbon black and has a higher electrical resistance than the domains. From the viewpoint of formation of conductive paths in the domains, it is effective that the ratio of volume resistivity between the matrix portion and the domain portion is preferably 5 times or more, more preferably 10 times or more.

マトリックス部とドメイン部との体積抵抗率の比は、以下のように計測した。上記マトリックスの電気抵抗測定と同様に、導電層の薄片を用意し、電流測定機能を有するSPMを用いて微小領域での電流測定を行った。ここで、少なくとも一つのドメインを含むSPMの走査エリアを設定した。例えば、ドメインのサイズがサブミクロンである場合、好ましくは複数のドメインが含まれるように、数μm角程度の走査エリアを設定する。一定電圧を印加しながら走査して得られた電流マッピングデータ(各ピクセルに電流値が格納されたデータ)から、マトリックスに該当するサブエリアを一つ以上設定し、該複数のサブエリア内の電流データの平均値を算出して、マトリックス部の平均電流値をJdとする。また、ドメイン部についても、同様の解析を行い、ドメイン部の平均電流値をJmとする。以上のデータから、Jm/Jdをドメイン部とマトリックス部の抵抗比(電流比の逆数)として評価した。
上記の電流測定は、導電性部材を周方向に4分割、長手方向に5分割した領域のそれぞれから各1つずつ導電層の薄片サンプルを切り出して、上記の測定値を得た後に、合計20サンプルの結果の算術平均により算出する。
The volume resistivity ratio between the matrix portion and the domain portion was measured as follows. A thin piece of the conductive layer was prepared in the same manner as the electrical resistance measurement of the matrix, and current measurement was performed in a minute region using an SPM having a current measurement function. Here, an SPM scan area containing at least one domain was set. For example, if the domain size is submicron, preferably a scanning area of several μm square is set so as to include a plurality of domains. One or more sub-areas corresponding to the matrix are set from the current mapping data (data in which the current value is stored in each pixel) obtained by scanning while applying a constant voltage, and the current in the plurality of sub-areas Calculate the average value of the data and let the average current value of the matrix part be Jd. A similar analysis is also performed for the domain portion, and the average current value of the domain portion is defined as Jm. From the above data, Jm/Jd was evaluated as the resistance ratio (reciprocal of current ratio) between the domain portion and the matrix portion.
The above current measurement is performed by cutting out one thin piece sample of the conductive layer from each of the regions obtained by dividing the conductive member into four in the circumferential direction and five in the longitudinal direction, and obtaining the above measured values. Calculated by arithmetic mean of sample results.

〔ドメイン〕
(第2のゴムの材料)
導電層を構成するドメインは、第2のゴムを有する。第2のゴムの材料としては、第1のゴムと所定の比率でブレンドすることにより、第2のゴムを含むドメインを形成し得るものであれば、特に限定されるものではない。第2のゴムの材料として、所望の物性により電子写真用の導電性部材の分野において公知のゴム組成物を好適に用いることができる。つまり、第1のゴムの材料と非相溶であれば、例えば、上記「〔マトリックス〕(第1のゴム材料)」の項に示した、ゴム材料などを適宜用いることができる。
なお、主鎖に2重結合を含むジエン系ゴムでは、導電性粒子としてカーボンブラックを用いた場合には、組合せによっては相溶性が高くなるため好ましい。また、スチレン骨格を有するジエン系ゴムも組合せによってはカーボンブラックとの相溶性が高まる傾向があり、好ましい。また、第2のゴムの主鎖、側鎖、あるいは末端部分にカーボンブラックなどの導電性粒子と相互作用が期待できる官能基を有するゴム材料の場合には導電性粒子の固定化の観点から好ましい。なお、第2のゴムの材料として液状ゴムを適宜配合することで材料粘度を容易に調整することもできる。
ドメインを形成する第2のゴムの材料には、第1のゴムの材料の場合と同様に、本発明の効果を損なわない範囲で、上述したゴムの配合剤として一般的に用いられている充填剤、軟化剤、加工助剤、粘着付与剤、粘着防止剤、分散剤、発泡剤、導電助剤等を添加することもできる。また言うまでもなく、加硫剤や加硫助剤、加硫促進剤も添加することができる。
なお、ドメインに配合されるゴムの配合剤は、選択する原料ゴムにもよるが、第2のゴム100質量部に対して、0.1質量部以上、50質量部以下が好ましい。
〔domain〕
(Material for second rubber)
The domains that make up the conductive layer have a second rubber. The material of the second rubber is not particularly limited as long as it can form a domain containing the second rubber by blending with the first rubber at a predetermined ratio. As the material for the second rubber, a rubber composition known in the field of electrophotographic conductive members can be suitably used depending on desired physical properties. That is, as long as it is incompatible with the material of the first rubber, for example, the rubber material shown in the above section "[Matrix] (first rubber material)" can be appropriately used.
In addition, in diene rubbers containing double bonds in the main chain, it is preferable to use carbon black as the conductive particles because the compatibility is enhanced depending on the combination. Diene-based rubbers having a styrene skeleton also tend to increase compatibility with carbon black depending on the combination, and are therefore preferable. In addition, in the case of a rubber material having a functional group such as carbon black that can be expected to interact with conductive particles in the main chain, side chain, or terminal portion of the second rubber, it is preferable from the viewpoint of immobilizing the conductive particles. . The viscosity of the material can be easily adjusted by appropriately blending a liquid rubber as the material of the second rubber.
As in the case of the first rubber material, the second rubber material forming the domains contains fillers generally used as compounding agents for the above-described rubbers, as long as the effects of the present invention are not impaired. Agents, softeners, processing aids, tackifiers, antiblocking agents, dispersants, foaming agents, conductive aids, etc. may also be added. Needless to say, vulcanizing agents, vulcanizing auxiliaries and vulcanizing accelerators can also be added.
The amount of the compounding agent for the rubber compounded in the domain is preferably 0.1 parts by mass or more and 50 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the second rubber, depending on the selected raw material rubber.

(ドメインの電気抵抗)
ドメインは導電性の相であり、高速プロセスでの導電パスにおける電荷の輸送を効果的に行う。そのため、電気抵抗率は低いほうが好ましく、具体的には、10-1Ωcmから10Ωcmであることが好ましい。ドメインの電気抵抗率は導電性粒子の種類および使用量などを適宜調整することによって、所望の値にすることができる。
(Electrical resistance of domain)
Domains are conductive phases that effectively transport charge along conductive paths in high speed processes. Therefore, it is preferable that the electrical resistivity is low, and specifically, it is preferably 10 −1 Ωcm to 10 3 Ωcm. The electrical resistivity of the domain can be set to a desired value by appropriately adjusting the type and amount of conductive particles used.

(導電性粒子)
導電性のドメインは、第2のゴムの架橋物と導電性粒子とを含む。導電性粒子としては、例えば以下の導電性粒子が挙げられる。アルミニウム、パラジウム、鉄、銅、銀の如き金属系の微粒子や繊維;酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛の如き金属酸化物の微粒子;前記の金属系の微粒子、繊維、及び金属酸化物の表面を、電解処理、スプレー塗工、混合振とうにより表面処理した複合粒子;ファーネスブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラック;PAN(ポリアクリロニトリル)系カーボン、ピッチ系カーボンの如きカーボン粉。また、必要に応じて、これらの導電性粒子の複数を組み合わせて使用することができる。
ここで、ファーネスブラックとしては以下のものが挙げられる。SAF-HS、SAF、ISAF-HS、ISAF、ISAF-LS、I-ISAF-HS、HAF-HS、HAF、HAF-LS、T-HS、T-NS、MAF、FEF、GPF、SRF-HS-HM、SRF-LM、ECF、及びFEF-HS。サーマルブラックとしては、FT、及びMTが挙げられる。また、これらの導電性粒子(導電性カーボンブラック)を、単独で又は2種以上を組み合わせて用いることもできる。
(Conductive particles)
The conductive domains include crosslinks of the second rubber and conductive particles. Examples of conductive particles include the following conductive particles. Metal fine particles and fibers such as aluminum, palladium, iron, copper and silver; Metal oxide fine particles such as titanium oxide, tin oxide and zinc oxide; , electrolytic treatment, spray coating, composite particles surface-treated by mixing and shaking; conductive carbon black such as furnace black, thermal black, acetylene black, ketjen black; PAN (polyacrylonitrile)-based carbon, pitch-based carbon, etc. carbon powder. Moreover, if necessary, a plurality of these conductive particles can be used in combination.
Furnace blacks include the following. SAF-HS, SAF, ISAF-HS, ISAF, ISAF-LS, I-ISAF-HS, HAF-HS, HAF, HAF-LS, T-HS, T-NS, MAF, FEF, GPF, SRF-HS- HM, SRF-LM, ECF, and FEF-HS. Thermal blacks include FT and MT. Also, these conductive particles (conductive carbon black) can be used alone or in combination of two or more.

使用されるカーボンブラックとしては、DBP吸収量が40ml/100g以上、150ml/100g以下である導電性のカーボンブラックであることも好ましい。DBP(ジブチルフタレート)の吸収量は、カーボンブラックの一次粒子のストラクチャを間接的に定量した値である。つまり、DBP吸収量が上記範囲内のストラクチャが発達したカーボンブラックを使用することで、極性の低い第2のゴム材料を用いた場合も、ゴム材料との相互作用が高まる傾向を見出している。カーボンブラックのDBP吸収量はJISK6217-4(2001年)に記載の方法で測定することができる。なお、導電性カーボンブラックは、ストラクチャが高度に発達している為、顕微鏡観察等により、補強用のカーボンブラック等の他の充填剤と区別することができる。 The carbon black used is preferably conductive carbon black having a DBP absorption of 40 ml/100 g or more and 150 ml/100 g or less. The absorption of DBP (dibutyl phthalate) is a value obtained by indirectly quantifying the structure of primary particles of carbon black. In other words, by using carbon black with a well-developed structure having a DBP absorption within the above range, there is a tendency for the interaction with the rubber material to increase even when a second rubber material with low polarity is used. The DBP absorption of carbon black can be measured by the method described in JISK6217-4 (2001). Since conductive carbon black has a highly developed structure, it can be distinguished from other fillers such as reinforcing carbon black by microscopic observation or the like.

ドメインに配合される導電性粒子の配合量は、第2のゴムの100質量部に対して、5質量部以上150質量部以下とされる。より好ましくは、20質量部以上120質量部以下である。特に、ドメイン内でのパーコレーションが良好になることで導電性粒子同士が良好に連結し、結果、ドメイン内の導電パスは、「電気的に密に連結」かつ安定に形成されるため、50質量部より大きく120質量部以下がさらに好ましい。加えて、後述する各ドメイン間での含有される導電性粒子のバラつきが極めて小さくなるために、60質量部以上120質量部以下が特に好ましい。 The amount of the conductive particles blended in the domains is 5 parts by mass or more and 150 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the second rubber. More preferably, it is 20 parts by mass or more and 120 parts by mass or less. In particular, the percolation in the domain becomes good, so that the conductive particles are well connected to each other, and as a result, the conductive path in the domain is “electrically densely connected” and stably formed. more preferably 120 parts by mass or less. In addition, 60 parts by mass or more and 120 parts by mass or less is particularly preferable because the dispersion of the conductive particles contained between domains described later is extremely small.

なお、導電性粒子の配合量は、第2のゴムの100質量部に対して、5質量部以上にすることで導電性ドメインとして作用することができるようになる。しかし、導電性粒子の含有される体積量が少ない場合には、ニーダーやロールなどの一般的な混合装置を用いたブレンドプロセス時や、導電性部材としての加工時の条件によっては、ドメインへの熱や力学的付与によって、ドメインが容易にマイグレーションして再凝集してしまう場合がある。そのため、導電性粒子の配合量は、20質量部以上がより好ましい。またさらに50質量部より大きい場合にはその効果が高まる傾向があり、好ましくは60質量部以上、特に好ましくは80質量部以上である。つまり、ドメイン内の導電性粒子の含有量が大きい場合にはドメインが固くなり、マイグレーションを抑制できる。 When the amount of the conductive particles to be blended is 5 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the second rubber, it becomes possible to act as a conductive domain. However, when the volume of the conductive particles is small, the particles may not be transferred to the domains during the blending process using a general mixing device such as a kneader or rolls, or depending on the conditions during processing as a conductive member. Domains may easily migrate and reaggregate due to heat or mechanical application. Therefore, the blending amount of the conductive particles is more preferably 20 parts by mass or more. Further, when the amount is more than 50 parts by mass, the effect tends to be enhanced, and the amount is preferably 60 parts by mass or more, particularly preferably 80 parts by mass or more. In other words, when the content of the conductive particles in the domain is large, the domain becomes hard and migration can be suppressed.

加えて、導電性粒子の配合量が50質量部より大きい場合には、一般的な電子写真用の導電性部材としては、比較的多量に配合された状態となる。ドメイン自体の導電性はドメイン内の導電性粒子同士が電気的に連結し、良好な導電パスを形成することで発現する。該導電パスの形成は、ドメインに占める導電性粒子の配合量や体積占有率に相関し、この比率が高くなるほどパーコレーション的に安定するため、導電パスにおける電荷の移動効率を高めることができる。従って、該配合量が増すことで、導電特性が高まり、本発明により好適な効果が発現しやすくなる。 In addition, when the blending amount of the conductive particles is more than 50 parts by mass, a relatively large amount is blended as a general conductive member for electrophotography. The conductivity of the domain itself is developed by electrically connecting the conductive particles in the domain to form a good conductive path. The formation of the conductive path is correlated with the amount of conductive particles in the domain and the volume occupation ratio, and the higher the ratio, the more stable the percolation, so the efficiency of charge transfer in the conductive path can be increased. Therefore, by increasing the blending amount, the conductive properties are enhanced, and the preferable effects of the present invention are likely to be exhibited.

導電性粒子はドメインにのみ存在している状態が、最も好ましい。しかしながら、予めドメインに含まれる第2のゴムのみに導電性粒子を添加したマスターバッチを作製し、その後、得られたマスターバッチと、マトリックスを形成させる第1のゴムとをブレンドする手法を採った場合でも、若干の導電性粒子がマトリックスに移行する現象が見られる場合がある。本発明において、導電性粒子は導電性に寄与しない程度であれば、マトリックスに存在しても構わない。マトリックスに導電性に寄与しない程度の導電性粒子の存在量としては、マトリックスの単位体積当りにおける導電性粒子の存在量が、ドメインの単位体積当りにおける導電性粒子の存在量に比べて低いほど好ましく、1/5以下、より好ましくは、1/10以下、さらに好ましくは1/100以下である。 Most preferably, the conductive particles are present only in the domains. However, a method of preparing a masterbatch by adding conductive particles to only the second rubber contained in the domain in advance and then blending the obtained masterbatch with the first rubber to form the matrix was adopted. Even in this case, a phenomenon in which some of the conductive particles migrate to the matrix may be observed. In the present invention, the conductive particles may be present in the matrix as long as they do not contribute to conductivity. The amount of conductive particles that do not contribute to the conductivity of the matrix is preferably lower than the amount of conductive particles per unit volume of the matrix. , 1/5 or less, more preferably 1/10 or less, and still more preferably 1/100 or less.

(ドメインの電気抵抗の測定方法)
本発明に係るドメインは導電相であり、ドメインの電気抵抗の測定は上記のマトリックスの電気抵抗の測定と同様の測定方法で測定すればよい。
また、上記のような電気抵抗の測定は、導電性部材を周方向に4分割、長手方向に5分割した領域のそれぞれから各1つずつ薄片サンプルを切り出して、上記の測定値を得た後に、合計20サンプルの結果の算術平均により算出する。
(Method for measuring electrical resistance of domain)
The domain according to the present invention is a conductive phase, and the electrical resistance of the domain can be measured by the same measuring method as the electrical resistance of the matrix described above.
In addition, the measurement of the electrical resistance as described above is performed by cutting out one thin sample from each of the regions obtained by dividing the conductive member into four in the circumferential direction and five in the longitudinal direction, and obtaining the above measured values. , calculated by the arithmetic mean of the results of a total of 20 samples.

(ドメイン形成(海島構造)に関して)
ポリマーブレンドで知られている知見を、本発明の導電層におけるゴムブレンドでも適応できる。
非相溶系のポリマーブレンドの場合、その海島構造は各々のポリマー粘度やブレンド条件にもよるが、組成比が小さいポリマーがドメインになる傾向がある。
(Regarding domain formation (sea-island structure))
The knowledge known for polymer blends can also be applied to rubber blends in the conductive layer of the present invention.
In the case of immiscible polymer blends, the sea-island structure tends to be domains of polymers with a small composition ratio, although this depends on the viscosity of each polymer and blending conditions.

(ドメインをマトリックス中に均一に分散化させる手段)
ドメインをマトリックス中に均一に分散化させる手段の一つとして、ドメインの総体積を増加させることが挙げられる。つまり、マトリックス中のドメイン個数が同じでも、ドメインが占有する体積が増加する。但し、後述するように、ドメインのサイズが必要以上に大きくなりすぎると、上記の条件(1)を満たさなくなる。その場合は、当然のことながらドメインの分散均一性は低下し、本発明の効果は得られない。
(means for uniformly dispersing the domains in the matrix)
One means of uniformly dispersing the domains in the matrix is to increase the total volume of the domains. That is, even if the number of domains in the matrix remains the same, the volume occupied by the domains increases. However, as will be described later, if the size of the domain becomes too large, the above condition (1) will not be satisfied. In that case, the distribution uniformity of the domains naturally deteriorates, and the effects of the present invention cannot be obtained.

また、ドメインをマトリックス全体に均一に分散化させる、より有効な手段の一つとしては、ドメインサイズを小さく微分散化させることが挙げられる。つまり、マトリックス中のドメイン総体積が同じでも、微細化によりドメインの個数が大幅に増加する。単純計算では、例えば、ある半径の真球状のドメインが100個あるとすると、それらの半径がすべて1/2になった場合には、同じ総体積で個数は約800個となる。このため、メインの総体積が同じでも、ドメインサイズを小さくし、個数を増加させることで、ドメインが該導電層全体に均質に存在する割合が高まる。結果、条件(1)を満たす単位立方体の数が増加し、本態様に係る効果を高められる。 Further, one of the more effective means for uniformly dispersing the domains throughout the matrix is to finely disperse the domains to a small size. In other words, even if the total volume of domains in the matrix is the same, the number of domains greatly increases due to miniaturization. According to a simple calculation, for example, if there are 100 perfectly spherical domains with a given radius, if the radii are all reduced to 1/2, the number of domains will be about 800 for the same total volume. For this reason, even if the total volume of the main is the same, by decreasing the domain size and increasing the number of domains, the proportion of the domains homogeneously existing in the entire conductive layer increases. As a result, the number of unit cubes that satisfy the condition (1) increases, and the effects of this aspect can be enhanced.

ポリマーブレンドにおいてドメインを小さくする理論式として、以下の式が知られている。
D =[Cσ/η0γ・]・f(η0/η)
D:分散粒径(ドメインの粒径) σ:界面張力 η0:マトリックス粘度 η:分散相の粘度(ドメインの粘度) C:定数 γ・:せん断速度
The following formula is known as a theoretical formula for reducing the domain size in a polymer blend.
D = [Cσ/η0γ・]・f(η0/η)
D: Dispersed particle size (domain particle size) σ: Interfacial tension η0: Matrix viscosity η: Dispersed phase viscosity (domain viscosity) C: Constant γ・: Shear rate

つまり、本発明において、ドメインの粒径(島サイズ)を小さくするには、大きく以下の3つの手法が考えられる:
(手法A)第1のゴムと第2のゴムとの界面張力を低減させる。
(手法B)第1のゴムの粘度と第2のゴムの粘度を近づける。
(手法C)ブレンド時のせん断速度を増加させる。
In other words, in the present invention, the following three methods are generally conceivable for reducing the grain size of the domain (island size):
(Method A) Reduce the interfacial tension between the first rubber and the second rubber.
(Method B) Bringing the viscosity of the first rubber close to the viscosity of the second rubber.
(Method C) Increase the shear rate during blending.

・手法A:具体的には、第1のゴムと第2のゴムの溶解度定数(Solubility Parameter:SP値)の差が小さくなる組み合わせを選択するのが、導電性ドメインを均一に分散化するためには好ましい。また、界面張力を低減させる手法としては、相溶化剤を添加する手法も好適である。なお、SP値差が小さすぎる場合には、ドメイン内の導電性粒子をドメインのみに偏在させ難くなる場合や、相溶性が強まり過ぎて、海島構造が安定に形成されない場合がある。 -Method A: Specifically, the combination of the first rubber and the second rubber in which the difference between the solubility constants (Solubility Parameter: SP value) is small is selected in order to uniformly disperse the conductive domains. preferred for Moreover, as a method for reducing the interfacial tension, a method of adding a compatibilizer is also suitable. If the SP value difference is too small, it may become difficult to unevenly distribute the conductive particles in the domain only in the domain, or the compatibility may become too strong to stably form a sea-island structure.

・手法B:具体的には、混練り時の温度において、第1のゴムと第2のゴムとをそれらの粘度が近い材料の組み合わせで選択するのが、導電性ドメインを均一に分散化するためには好ましい。ここでは、ドメインの第2のゴムの一部に液状ゴムなどを用いることも効果的である。 ・Method B: Specifically, the conductive domains are uniformly dispersed by selecting the first rubber and the second rubber from a combination of materials having similar viscosities at the kneading temperature. preferred for Here, it is also effective to use liquid rubber or the like for part of the second rubber of the domain.

・手法C:単純に、ブレンド時のせん断速度の増加や、せん断時間を長くすることが有効である。また詳細は後述するが、発明者らは、せん断速度の増加に加え、付与するせん断機構として「単純せん断」よりも「伸長せん断」を用いることが特に有効である。 Method C: It is effective to simply increase the shear rate during blending or lengthen the shear time. Although the details will be described later, it is particularly effective for the inventors to use "extensional shear" rather than "simple shear" as the shearing mechanism to be applied in addition to increasing the shear rate.

(ドメインのサイズ)
本発明におけるドメインのサイズは上述したように、小さい方が好適である。
具体的には、上記の条件(1)を満たすためには、断面におけるドメインのサイズが、好適には0.1~2μm以下であり、より好適には、1μm以下であり、さらに好適には0.5μm以下である。特に、0.4μm以下である場合には本発明における極めて高い効果が期待できる。なお、ドメインのサイズが0.1μm未満の場合には、ドメイン内に導電性粒子を多く配合できない場合がある。なお、ドメインのサイズは円相当径における直径を指す。また、平均ドメインサイズは、面積加重平均のドメインサイズを示す。
(domain size)
As described above, the smaller the domain size in the present invention, the better.
Specifically, in order to satisfy the above condition (1), the domain size in the cross section is preferably 0.1 to 2 μm or less, more preferably 1 μm or less, and even more preferably It is 0.5 μm or less. In particular, when the thickness is 0.4 μm or less, an extremely high effect in the present invention can be expected. If the domain size is less than 0.1 μm, a large amount of conductive particles may not be blended in the domain. Note that the domain size refers to the diameter of the equivalent circle diameter. Also, the average domain size indicates an area-weighted average domain size.

(ドメインのサイズの測定方法)
本発明に係るドメインのサイズの測定方法は、まず、下記のような手段でサンプルの測定箇所における破断面をきれいに形成する。ここでは破断面の作製は、当該薄片に対し、凍結破断法、クロスポリッシャー法、収束イオンビーム法(FIB)などを使用して行えばよい。破断面の平滑性と、観察のための前処理を考慮すると、FIB法が好ましい。
次に、ドメイン構造の観察を好適に実施するために、染色処理、蒸着処理など、ドメインとマトリックスとのコントラストが好適に得られる前処理を施してもよい。
破断面の形成、前処理を行った薄片に対して、レーザー顕微鏡、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)によって観察することができる。これらの中でも、導電相であるドメインの面積の定量化の正確性から、SEMで10,000倍~100,000倍で観察を行うことが好ましい。
(Method of measuring domain size)
In the method for measuring the domain size according to the present invention, first, a clean fracture surface is formed at the measurement location of the sample by the following means. Here, the preparation of the fractured surface may be performed on the thin piece using a freeze fracture method, a cross polisher method, a focused ion beam method (FIB), or the like. Considering the smoothness of the fracture surface and the pretreatment for observation, the FIB method is preferable.
Next, in order to suitably observe the domain structure, a pretreatment such as dyeing treatment, vapor deposition treatment, or the like, which can suitably obtain a contrast between the domain and the matrix, may be performed.
A thin piece on which fracture surfaces have been formed and pretreated can be observed with a laser microscope, a scanning electron microscope (SEM), or a transmission electron microscope (TEM). Among these, it is preferable to observe with a SEM at a magnification of 10,000 to 100,000 in order to accurately quantify the area of the domain, which is the conductive phase.

以下に導電性ローラの場合について具体的に記載する。
まず、導電性ローラから鋭利なカミソリを用いて、輪切りサンプルを作製する。ここでは、長手方向の長さをlとした時、端部から(1/4)l,(2/4)l、(3/4)lの三か所の位置を測定できるように導電層の輪切りサンプルを作製する。その輪切りサンプルの導電層断面部をローラの周方向に90度毎に、芯金と表面の中心付近に対してクライオイオンミリング処理を行う。クライオイオンミリング処理で表面出しを行う。次いで、該(1/4)l,(2/4)l、(3/4)lにおける各断面における導電層断面をローラの周方向に90度毎、芯金位置から表面の中心部をSEM(製品名:Ultraplus、カールツァイス社製)を用いて倍率5000倍、画素数4096×3072で観察する(合計12画像、例えば、20μm角のSEM画像が所得できる)。
その後、上記の観察によって得られた画像について、それぞれを画像解析装置(製品名:LUZEX-AP、ニレコ社製)で2値化ならびに画像解析を行い、得られたドメイン面積Sを算出した後、√S/√πの計算式に当てはめて、円相当径を求める。本開示においては、該円相当径をドメインのサイズとする。
The case of the conductive roller will be specifically described below.
First, a round slice sample is produced from a conductive roller using a sharp razor. Here, when the length in the longitudinal direction is l, the conductive layer is arranged so that it can be measured at three positions of (1/4)l, (2/4)l, and (3/4)l from the end. Create a round slice sample. The cross-section of the conductive layer of the sliced sample is subjected to cryo-ion milling treatment at intervals of 90 degrees in the circumferential direction of the roller, near the center of the metal core and the surface. The surface is exposed by cryo-ion milling. Then, the conductive layer cross section in each cross section at (1/4)l, (2/4)l, and (3/4)l is SEMed at every 90 degrees in the circumferential direction of the roller, and the central part of the surface from the core bar position (product name: Ultraplus, manufactured by Carl Zeiss Co.), and the number of pixels is 4096×3072 at a magnification of 5000 (a total of 12 images, for example, 20 μm square SEM images can be obtained).
After that, the images obtained by the above observations are each subjected to binarization and image analysis using an image analysis device (product name: LUZEX-AP, manufactured by Nireco), and the obtained domain area S is calculated. Calculate the equivalent circle diameter by applying the calculation formula of √S/√π. In the present disclosure, the equivalent circle diameter is defined as the domain size.

(ドメインの体積の測定方法)
ドメインの体積はFIB-SEMを用いた3次元での導電層の計測により求めることが出来る。
FIB-SEMとはFIB(Focused Ion Beam:集束イオンビーム)装置で試料の加工、露出した断面のSEM(scanning electron microscope;走査型電子顕微鏡)を観察する手法である。立体的な構造を調べるためには、連続した加工・観察を繰り返して数多くの写真を取得した後、そのSEM画像をコンピュータソフトウェアで3D再構築処理を施して、試料構造を3次元的な立体像として構築することで行うことが可能となる。
(Method for measuring domain volume)
The volume of the domain can be determined by measuring the conductive layer in three dimensions using FIB-SEM.
FIB-SEM is a method of observing a cross-section of a sample processed and exposed with an FIB (Focused Ion Beam) apparatus with a scanning electron microscope (SEM). In order to investigate the three-dimensional structure, after acquiring many photographs by repeating continuous processing and observation, the SEM images are subjected to 3D reconstruction processing with computer software to create a three-dimensional image of the sample structure. It is possible to do it by constructing as

ドメイン体積の具体的な測定方法としては、FIB-SEM(エフイー・アイ社製)を使用して(詳細上述)、図2に代表される3次元の立体画像を取得し、その画像から上記構成を確認した。
つまり、当該導電層サンプリングは任意の9箇所からサンプリングされるが、ローラ形状の場合には、長手方向の長さをlとした時、端部から(1/4)l,(2/4)l、(3/4)l付近の三か所ずつローラの周方向に120度毎に、それぞれから各1つずつサンプルを切り出す。
その後、FIB-SEMを用いた3次元測定を行い、60nm間隔で一辺が9μmの立方体形状の画像を測定する。ここでは、該(1/4)l,(2/4)l、(3/4)lの各断面における導電層断面をローラの周方向に120度毎、芯金位置から表面の中心部での測定を行う。
As a specific method for measuring the domain volume, a three-dimensional stereoscopic image represented by FIG. It was confirmed.
In other words, the conductive layer is sampled from any 9 locations, but in the case of a roller shape, when the length in the longitudinal direction is l, (1/4)l, (2/4) from the end. One sample is cut out from each of three locations near l and (3/4)l at intervals of 120 degrees in the circumferential direction of the roller.
After that, three-dimensional measurement is performed using FIB-SEM, and a cubic image having a side of 9 μm is measured at intervals of 60 nm. Here, the cross section of the conductive layer in each cross section of (1/4) l, (2/4) l, and (3/4) l is measured every 120 degrees in the circumferential direction of the roller, from the core metal position to the center of the surface. measurement.

なお、ドメイン構造の観察を好適に実施するために、ドメインとマトリックスとのコントラストが好適に得られる前処理を施すことも好ましい。ここでは、染色処理が好適に用いることができる。
その後得られた画像を、3D可視化・解析ソフトウェア Avizo(登録商標、エフ・イー・アイ社製)を利用して、該一辺が9μmの立方体形状1個のサンプル中に含まれる27個の、一辺が3μmの該単位立方体におけるドメインの体積を算出する。
なお、ドメインの隣接壁面間距離の測定も上記の3D可視化・解析ソフトウェアを利用して同様に行うことができ、上記の測定値を得た後に、該合計27サンプルの算術平均により算出することができる。
In addition, in order to suitably observe the domain structure, it is also preferable to perform a pretreatment that suitably obtains a contrast between the domain and the matrix. Dyeing treatment can be preferably used here.
Using the 3D visualization and analysis software Avizo (registered trademark, manufactured by FEI Co., Ltd.), the images obtained after that are 27 pieces contained in one cubic sample with a side of 9 μm, one side Calculate the volume of the domain in the unit cube of 3 μm.
The distance between the adjacent wall surfaces of the domain can be similarly measured using the above 3D visualization and analysis software, and after obtaining the above measurement value, the arithmetic average of the total 27 samples can be calculated. can.

(ドメイン内の導電性粒子に関して)
上述したように、『σ/μが、0以上、0.4以下であり、該μが、20%以上、40%以下』である場合には、各ドメイン中に含まれる導電性粒子の数・量にバラつきが小さいために、電気抵抗の揃ったドメインとなる。特に、上記μとσの関係が、『σ/μが、0以上、0.25以下』の場合にはさらに電気抵抗の揃ったドメインとなるため、導電性粒子の該バラつきが極めて小さくなり、本発明における効果が高まる傾向があるためさらに好ましい。
『σ/μが、0以上、0.25以下』を実現する手法の一つとしては、上述したように、ドメイン内に配合される導電性粒子の充填量を高めることが有効である。特に、発明者らは、鋭意検討の結果、該導電層に現れる、該ドメインの各々の断面積に対する、該ドメインの各々が含む導電性粒子の断面積の割合が、23%以上、さらに好ましくは28%以上である場合に、達成できる傾向があることを見出している。また後述するように、伸長せん断装置を用いた混合加工処理も好ましく、特に、連続式の伸長せん断装置を用いた混合加工処理がさらに好ましい。
(regarding the conductive particles in the domain)
As described above, when "σ/μ is 0 or more and 0.4 or less, and the μ is 20% or more and 40% or less", the number of conductive particles contained in each domain・Because there is little variation in the amount, the domains have uniform electrical resistance. In particular, when the relationship between μ and σ is "σ/μ is 0 or more and 0.25 or less", the domain becomes more uniform in electric resistance, so that the variation of the conductive particles becomes extremely small, It is more preferable because it tends to enhance the effect of the present invention.
As one of the methods for realizing "σ/μ is 0 or more and 0.25 or less", as described above, it is effective to increase the filling amount of the conductive particles blended in the domain. In particular, as a result of extensive studies, the inventors have found that the ratio of the cross-sectional area of the conductive particles contained in each domain to the cross-sectional area of each domain appearing in the conductive layer is 23% or more, more preferably It has been found that there is a tendency to be achievable when it is 28% or more. As will be described later, mixing treatment using an extensional shearing device is also preferred, and mixing treatment using a continuous extensional shearing device is more preferred.

導電性粒子がカーボンブラックである場合には、平均一次粒子径として、5nm以上60nm以下、特には、10nm以上50nm以下の微粒子であることが好ましい。ここで、導電性粒子の平均一次粒子径は、算術平均粒子径とする。なお、平均一次粒子径の定義は5nm以上60nm以下の大きさの、いずれもミクロ的には単結晶、またはそれに近い結晶子が集まったもののことである。また、測定方法としては、(1)電子線を当てた対象物を透過して観察する透過型電子顕微鏡(TEM)や、(2)電子線を当てた対象物の表面を観察する走査型電子顕微鏡(SEM)を用いる方法がある。また平均一次粒子径の算出方法としては、上記測定画像から直接的に求める方法が好適である。 When the conductive particles are carbon black, fine particles preferably have an average primary particle size of 5 nm or more and 60 nm or less, particularly 10 nm or more and 50 nm or less. Here, the average primary particle size of the conductive particles is the arithmetic mean particle size. The definition of the average primary particle size is a single crystal or a collection of crystallites close to it microscopically, each having a size of 5 nm or more and 60 nm or less. In addition, as a measurement method, (1) a transmission electron microscope (TEM) in which an object irradiated with an electron beam is observed through transmission, and (2) a scanning electron microscope (TEM) in which the surface of an object irradiated with an electron beam is observed. There is a method using a microscope (SEM). As a method of calculating the average primary particle size, a method of directly obtaining the above-described measured image is suitable.

(ドメイン内の導電性粒子の面積測定方法及び、導電性粒子のバラつき(σ/μ)の算出方法)
上記「ドメインのサイズの測定方法」で観察した、SEM画像を用いて算出することができる。
上記のSEM画像(合計12画像)から中心3μm角を抽出し、それぞれを画像解析装置(製品名:LUZEX-AP、ニレコ社製)で、ドメインの内部のコントラスト差を利用して各ドメイン内のカーボンブラックに代表される導電性粒子の面積とドメイン面積の解析処理を行い、該導電層の厚み方向の断面に現れる該ドメインの各々の断面積に対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値をμとし、該割合の標準偏差をσとしたときの「σ/μ」を算出する。なお、上記中心3μm角にドメインが全く無い場合は、ランダムに別な場所をSEM観察する。
(A method for measuring the area of conductive particles in the domain and a method for calculating the variation (σ/μ) of the conductive particles)
It can be calculated using the SEM image observed in the above "Measuring method of domain size".
A central 3 μm square is extracted from the above SEM images (total of 12 images), and each is analyzed with an image analyzer (product name: LUZEX-AP, manufactured by Nireco), using the contrast difference inside each domain. The area of the conductive particles represented by carbon black and the area of the domains are analyzed, and the cross section of the conductive particles included in each of the domains with respect to the cross section of each of the domains appearing in the cross section in the thickness direction of the conductive layer. “σ/μ” is calculated, where μ is the average value of the area ratios and σ is the standard deviation of the ratios. In addition, when there is no domain at all in the center 3 μm square, another place is randomly observed with SEM.

(ドメインの形状)
本発明に係る、ドメインの断面形状は、円形に近いほうが好ましい。具体的には、下記に示す真円度の値が1以上2未満であることが好ましい。真円度が1であることは、真円であることを示す。
本発明の効果を得るためには、該導電層の断面に現れる、該ドメインのうちの、真円度が1以上、2未満であるドメインの個数割合が、70%以上であることが好ましい。なお、この割合が高いほうが本発明の効果が高まるため、より好ましくは80%以上である。
一般的に、導電性粒子の形状・異方性によって導電特性が大きく変化してしまうことが知られている(松谷ら、Int. J. Mod. Phys. C 21 (2010) 709)。つまり、真円度の悪い高アスペクト比のドメインなどでは、ドメインの電界分布がアスペクト比を有することになり、即ち、電界異方性が発現する。これにより、電界集中点が形成されるため、均質な導電パスが得られにくい傾向がある。
(domain shape)
The cross-sectional shape of the domain according to the present invention is preferably close to circular. Specifically, it is preferable that the circularity value shown below is 1 or more and less than 2. A roundness of 1 indicates a perfect circle.
In order to obtain the effects of the present invention, it is preferable that the number ratio of domains having a circularity of 1 or more and less than 2 among the domains appearing in the cross section of the conductive layer is 70% or more. In addition, since the effect of the present invention increases when this ratio is high, it is more preferably 80% or more.
Generally, it is known that the shape and anisotropy of the conductive particles greatly change the conductive properties (Matsutani et al., Int. J. Mod. Phys. C 21 (2010) 709). In other words, in a domain with a high aspect ratio and poor circularity, the electric field distribution of the domain has an aspect ratio, that is, electric field anisotropy occurs. As a result, an electric field concentration point is formed, which tends to make it difficult to obtain a homogeneous conductive path.

なお、ドメインの真円度の値が2未満で1.1以上、好ましくは1.5以上である場合には、マトリックスとの界面積が増して、下記の効果が期待できるため好適な場合がある。つまり、導電性部材が感光体に当接されて配置されている場合、感光体と導電性部材との間で形成されるニップ近傍では、導電性部材が機械的に繰り返し圧縮される。その際、真円度が極めて高い真円の場合には、機械的なエネルギー付与に基づくドメインのマイグレーションが誘起され易く、結果、導電パスのネットワーク構造が変化して導電層の電気抵抗値が変動する場合が想定される。一方、ドメインの真円度の値が1.1以上、好ましくは1.5以上である場合には、マトリックスとの界面積が増すためにこの変動が抑制されると推測している。 In addition, when the circularity value of the domain is less than 2 and 1.1 or more, preferably 1.5 or more, the interfacial area with the matrix increases, and the following effects can be expected, which is preferable in some cases. be. That is, when the conductive member is placed in contact with the photoreceptor, the conductive member is repeatedly mechanically compressed in the vicinity of the nip formed between the photoreceptor and the conductive member. At that time, in the case of a perfect circle with an extremely high roundness, migration of domains based on the application of mechanical energy is likely to be induced, and as a result, the network structure of the conductive path changes, and the electrical resistance value of the conductive layer fluctuates. It is assumed that On the other hand, when the circularity value of the domain is 1.1 or more, preferably 1.5 or more, it is assumed that this fluctuation is suppressed because the interfacial area with the matrix increases.

(ドメインの形状制御方法)
本発明において、ドメインの形状を制御する手法、特に、真円度が良好なドメインを得る手法としては、上述したように、ドメイン内の導電性粒子の充填量を高くすることが有効である。つまり、導電性粒子の量が少ない場合には、ニーダーやロールなどの一般的な混合装置を用いたブレンドプロセス時や、導電性部材としての加工時の条件によってはドメインが熱や力学的付与によって容易にマイグレーションして再凝集する場合がある。しかし、ドメイン内の導電性粒子の充填量が高い場合にはドメインが固くなり、結果、該マイグレーションが抑制でき、再凝集による真円度の悪化が抑えられる。
なお、充填量を高くすることで導電性粒子を配合した第2のゴムの混練り時にシェアが掛かりやすくなり、ドメインの真円度が良化することも期待できる。
(Domain shape control method)
In the present invention, as a technique for controlling the shape of the domains, particularly for obtaining domains with good roundness, it is effective to increase the filling amount of the conductive particles in the domains, as described above. In other words, when the amount of conductive particles is small, domains may be affected by heat or mechanical application during a blending process using a general mixing device such as a kneader or rolls, or depending on the conditions during processing as a conductive member. It may easily migrate and reaggregate. However, when the filling amount of the conductive particles in the domain is high, the domain becomes hard, and as a result, the migration can be suppressed, and deterioration of circularity due to reaggregation can be suppressed.
It should be noted that by increasing the filling amount, the second rubber mixed with the conductive particles is likely to be sheared during kneading, and it can be expected that the roundness of the domain will be improved.

また上述した、ドメインのサイズ(島サイズ)を小さくする手法(上記の手法A~C)も効果的である。つまり、ドメインのサイズが小さくなれば、アスペクト比は小さくなる。また詳細は後述するが、発明者らは、せん断速度の増加に加え、付与するせん断機構として「単純せん断」よりも「伸長せん断」を用いることも有効であることを見出した。特に、連続式の伸長せん断装置を用いた混合加工処理がさらに好ましい結果を与える傾向がある。 In addition, the above-described methods of reducing the size of the domain (island size) (methods A to C above) are also effective. That is, the smaller the domain size, the smaller the aspect ratio. In addition to increasing the shear rate, the inventors found that it is effective to use "extensional shear" rather than "simple shear" as the shearing mechanism to be imparted, although the details will be described later. In particular, mixed processing using a continuous extensional shear device tends to give more favorable results.

(ドメインの形状の測定手法~真円度の算出手法)
本発明に係るドメインの形状は、上記の「ドメインのサイズを測定する手法」と同様の手法で、破断面の作製および観察を行って得られたSEM画像を用いて定量化することができる。
つまり、上記で得られたSEM画像における各ドメインについて、画像解析装置(LUZEX-AP、ニレコ社製)で2値化ならびに画像解析を行い、その平均値より真円度を算出する。ここでは、真円度は、「JIS B 0621;円形形体を二つの同心の幾何学的円で挟んだとき,同心二円の間隔が最小となる場合の,二円の半径の差で表す」の定義に基づいて解析される。
なお、ドメインのSEM観察などにおいて無機フィラーや粗し粒子などが画像処理に影響を及ぼす場合には、コントラスト差、EDX測定(SEM/EDX(走査型電子顕微鏡/エネルギー分散型X線分光法)や、別途SPM測定を用いた硬さ測定などを併用することで適宜除外して算出することができる。
なお、ここでは、円相当半径100nm以上のドメインを計算に使用する。
(Measurement method of domain shape - Calculation method of roundness)
The shape of the domain according to the present invention can be quantified using an SEM image obtained by fabricating and observing a fractured surface in the same manner as the "method for measuring domain size" above.
That is, each domain in the SEM image obtained above is subjected to binarization and image analysis by an image analysis device (LUZEX-AP, manufactured by Nireco), and the roundness is calculated from the average value. Here, the circularity is ``JIS B 0621; when a circular body is sandwiched between two concentric geometric circles, the difference between the radii of the two concentric circles is expressed as the minimum distance between the two concentric circles.'' is parsed according to the definition of
In addition, when inorganic fillers and roughening particles affect image processing in SEM observation of domains, etc., contrast difference, EDX measurement (SEM / EDX (scanning electron microscope / energy dispersive X-ray spectroscopy), , can be calculated by appropriately excluding by using hardness measurement using SPM measurement separately.
Here, domains with equivalent circle radii of 100 nm or more are used for the calculation.

(ドメインのサイズ分布)
本態様に係る導電層においては、電気抵抗の揃った導電性のドメインが三次元的に均等、かつ密に配置されている。よって、ドメインのサイズ分布としては、ドメインサイズが揃っていること、および該ドメインが微細であることが好ましい。具体的には、前記導電層の断面において、ドメインサイズと個数の関係が以下の関係式(1)及び(2)を満たす場合、本発明の効果が発現することを確認した。
関係式(1)
80≦100×L2/L1≦100;
関係式(2)
0≦100×L3/L1≦20以下。
式中、L1は、前記導電層の厚み方向の断面に現れる前記ドメインの総個数、L2は、該ドメインのうち、該断面において測定される面積が3.0×10nm2以上、1.2×10nm2未満であるドメインの個数を、L3は、該面積が、1.2×10nm2以上であるドメインの個数を示す。
なお、さらに該「100×L2/L1」が、95以上、且つ該「100×L3/L1」が5以下である場合には、ドメインのサイズ分布の均一性が極めて高くできる。
(domain size distribution)
In the conductive layer according to this aspect, conductive domains with uniform electrical resistance are arranged three-dimensionally evenly and densely. Therefore, as for the size distribution of the domains, it is preferable that the domain sizes are uniform and the domains are fine. Specifically, it was confirmed that the effects of the present invention are exhibited when the relationship between the domain size and the number of domains in the cross section of the conductive layer satisfies the following relational expressions (1) and (2).
Relational expression (1)
80≦100×L2/L1≦100;
Relational expression (2)
0≦100×L3/L1≦20.
In the formula, L1 is the total number of the domains appearing in the cross section of the conductive layer in the thickness direction, L2 is the area of the domains measured in the cross section of 3.0×10 4 nm 2 or more, 1. L3 indicates the number of domains with an area of less than 2×10 5 nm 2 and the number of domains with an area of 1.2×10 5 nm 2 or more.
Furthermore, when the "100×L2/L1" is 95 or more and the "100×L3/L1" is 5 or less, the uniformity of the domain size distribution can be made extremely high.

(ドメインのサイズ分布の測定方法~「100×L2/L1」ならびに「100×L3/L1」)
上記「ドメインのサイズの測定方法」の項で解析して得られた各ドメインにおけるドメイン面積・個数から算出することができる。
つまり、ここでは該ドメインの総個数をL1、面積が3.0×10nm2以上、1.2×10nm2未満である該ドメインの個数をL2、面積が、1.2×10nm2以上である該ドメインの個数をL3、とし、「100×L2/L1」ならびに「100×L3/L1」を算出する。
(Method for measuring domain size distribution - "100 x L2/L1" and "100 x L3/L1")
It can be calculated from the area and the number of domains in each domain obtained by analysis in the above section "Method for measuring domain size".
That is, here, the total number of the domains is L1, the number of the domains having an area of 3.0×10 4 nm 2 or more and less than 1.2×10 5 nm 2 is L2, and the area is 1.2×10 The number of domains having a size of 5 nm 2 or more is defined as L3, and "100×L2/L1" and "100×L3/L1" are calculated.

(ドメインのサイズ分布の制御方法)
ここでは、ドメインの微細化とドメイン間の再凝集抑制が鍵となる。つまり上記、「ドメインをマトリックス中に均一に分散化させる手段」に記載した手法ならびに、「ドメインの形状制御方法」に記載した、ドメインの再凝集抑制手法が好適に用いられる。
(Method for controlling domain size distribution)
The key here is to refine domains and suppress reaggregation between domains. In other words, the technique described in the above-mentioned "means for uniformly dispersing domains in a matrix" and the technique for suppressing reaggregation of domains described in the above-mentioned "method for controlling the shape of domains" are preferably used.

〔電子写真用の導電性部材の製造方法〕
本発明における電子写真用の導電性部材の製造方法は、上述した本発明の構成の導電層が形成できれば特に限定されることはなく、次の各要件を適宜調整することによって形成させることができる。
(1)第1のゴムの原料と、導電性粒子を配合した第2のゴムの原料とを含む、導電性のゴム混合物の混練の際の原材料の選択。
(2)該ゴム混合物の混練時の配合。
(3)該ゴム混合物を混練する際の混練機の種類、せん断速度、せん断力および、混練時間。
[Method for producing conductive member for electrophotography]
The method for manufacturing the electrophotographic conductive member of the present invention is not particularly limited as long as the conductive layer having the structure of the present invention described above can be formed, and can be formed by appropriately adjusting the following requirements. .
(1) Selection of raw materials for kneading a conductive rubber mixture containing a first rubber raw material and a second rubber raw material blended with conductive particles.
(2) Compounding during kneading of the rubber mixture.
(3) Type of kneader, shear rate, shear force and kneading time when kneading the rubber mixture.

例えば、第1のゴムの未加硫物と、別途調製した導電性粒子を配合した第2のゴムの未加硫物とを混合し、適宜加工プロセスを踏まえて加硫・硬化させることで、第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、該マトリックスに分散されている複数個の第2のゴムの架橋物を含むドメインを有する導電層を有した導電性部材が得られる。 For example, by mixing an unvulcanized first rubber and a second unvulcanized rubber mixed with electrically conductive particles prepared separately, and vulcanizing and curing in accordance with an appropriate processing process, A conductive member having a conductive layer having a matrix containing a crosslinked product of the first rubber and domains containing a plurality of crosslinked products of the second rubber dispersed in the matrix is obtained.

<混練のプロセスに関して>
一般的にゴムの混合・混練で用いられる、単純せん断による分散化装置に加えて、伸長せん断による分散化装置も好適に用いられる。
上述したように、せん断力が大きいほど、また、せん断の時間(回数)が多いほど、一般的には非相溶ゴムの分散が進む傾向がある。一方、同時にせん断発熱が大きくなり、ゴム分子鎖の切断が促進されて材料が劣化することや、ドメイン同士が再凝集することも知られている。つまり、せん断力を付与すると同時に加工プロセス時の温度制御も重要となる。
<Regarding the kneading process>
In addition to a simple shear dispersing device generally used for rubber mixing and kneading, a stretching shear dispersing device is also suitable for use.
As described above, the greater the shearing force and the greater the time (number of times) of shearing, generally the more the immiscible rubber tends to disperse. On the other hand, it is also known that shear heat generation increases at the same time, promoting scission of rubber molecular chains, degrading the material, and causing reaggregation of domains. In other words, it is important to control the temperature during the working process as well as applying the shear force.

<混練の混合機の検討>
(単純せん断による分散化装置と伸長せん断による分散化装置についての比較)
単純せん断による分散化装置として、加圧型ニーダーやオープンロール等の従来のゴム混合装置や、これらに比べて、より大きなせん断力を印加することができる二軸混練押し出し機が従来から良く知られている。しかしながら、本発明では、上述したようにドメインへの導電性粒子の充填量が高くなる傾向がある。発明者らの検討においては、単純せん断による分散化装置では導電性粒子を配合した第2のゴムを分散させ得るに十分なシェアを均質に付与できず、加工時の局所的な発熱なども生じ、結果、ドメインを良好に、均一分散させることができない場合があった。
発明者らは鋭意検討した結果、伸長せん断スクリュウを備えた混練機が、本発明におけるドメインをマトリックス全体に、良好に均一分散させるのに適していることも見出した。
伸長せん断は、加圧型ニーダーやオープンロールや二軸混練押し出し機での単純せん断機構、つまり材料を徐々に細かく砕いて分散させるのではなく、材料を細く引き伸ばして分裂させるため、微細でかつ、均一なサイズのドメインが得られやすい。なお、ゴムはエントロピー弾性を示すために、引き伸ばすと吸熱を示す性質があることも、本系には適しており、伸長せん断方式で局所的な発熱を抑えることができた一因であったと推測している。
また、ドメインの導電性粒子の充填量が高くなっても、本方式では、単純せん断方式よりも高いシェアが均質に付与されるため、均一微分散化が達成可能となる。ここでは、極めて短い分散時間(数秒)で均一分散処理を完了させることが可能であることも確認している。
<Examination of mixer for kneading>
(Comparison of dispersing device by simple shear and dispersing device by elongational shear)
Conventional rubber mixing devices such as pressurized kneaders and open rolls, as well as twin-screw kneading extruders capable of applying a larger shearing force than these, have been well known as dispersing devices by simple shearing. there is However, in the present invention, as described above, the filling amount of conductive particles in the domains tends to be high. According to the study by the inventors, a dispersing device that uses simple shearing cannot uniformly impart sufficient shear to disperse the second rubber compounded with conductive particles, and local heat generation occurs during processing. As a result, in some cases, the domains could not be well and uniformly dispersed.
As a result of extensive studies, the inventors also found that a kneader equipped with an elongating shear screw is suitable for uniformly dispersing the domains of the present invention throughout the matrix.
Elongational shearing is a simple shearing mechanism in pressurized kneaders, open rolls, and twin-screw kneading extruders. domain size is easy to obtain. Since rubber exhibits entropy elasticity, it is also suitable for this system because it absorbs heat when stretched. are doing.
In addition, even if the amount of conductive particles in the domain is high, this method can uniformly impart a higher shear than the simple shear method, so uniform fine dispersion can be achieved. Here, it is also confirmed that uniform dispersion processing can be completed in an extremely short dispersion time (several seconds).

本発明者らは、単に、単純せん断加工におけるせん断力を向上させるだけでは、該ドメインをマトリックス中に均一に微分散化できない場合があることも確認している。具体的には、高速回転が可能で、従来使用されているゴム用の加圧型ニーダーやオープンロールや押し出し機などでは達成することのできないせん断速度を実現できる、2軸混練押し出し機(製品名:KZW15TW-4MG-NH(-6000)、テクノベル社製)を用いて検討した。このように単純せん断加工において、単にせん断速度を向上させるだけでは、材料のゲル化や再凝集なども起こり、該ドメインをマトリックス中に均一に微分散化できない場合があった。 The inventors have also confirmed that simply increasing the shearing force in simple shearing may not be able to uniformly finely disperse the domains in the matrix. Specifically, a twin-screw kneading extruder (product name: KZW15TW-4MG-NH (-6000), manufactured by Technobell) was used for the examination. In such a simple shearing process, simply increasing the shearing speed causes gelation and reaggregation of the material, and sometimes the domains cannot be uniformly finely dispersed in the matrix.

上述したように、伸長せん断と、単純せん断のメカニズムは大きく異なる。つまり、単純せん断における、せん断流動は速度勾配によって材料が引きちぎられる流れであり、一方伸長せん断における伸長流動は、主応力方向に材料が引き伸ばされる流れであることを特徴とする。本発明のようなゴム材料(粘弾性体)の分散とは異なるが、梶原らは、ニュートン流体/ニュートン流体の分散系において、単純せん断流動場では粘度比は1程度が好ましいが、伸長流動では粘度比によらず液滴は引き伸ばされて分裂し、粘度比が約5以上も離れた系でも微分散化が達成できることを報告している[成形加工、Vol.23、No.2、pp.72-77(2011)]。おそらく、本発明における粘弾性体であるゴム材料のブレンド材料系においても上記の「材料の粘度比が離れていても伸長せん断では分散しやすい効果」が同様に作用していると推察できる。その結果、マトリックス材料と導電性粒子が多く配合されたドメイン材料との均一微分散化が実現できたものと推測している。 As mentioned above, the mechanisms of extensional shear and simple shear are very different. Shear flow in simple shear is a flow in which a material is torn off by a velocity gradient, while elongational flow in elongational shear is a flow in which a material is stretched in the principal stress direction. Although different from the dispersion of a rubber material (viscoelastic body) like the present invention, Kajiwara et al. It has been reported that the droplets are stretched and split regardless of the viscosity ratio, and that fine dispersion can be achieved even in a system with a viscosity ratio separated by about 5 or more [Molding Process, Vol. 23, No. 2, pp. 72-77 (2011)]. Probably, it can be inferred that the above-mentioned "effect of easy dispersion by elongation shear even if the viscosity ratio of the materials is different" acts similarly in the blend material system of the rubber material that is the viscoelastic body in the present invention. As a result, it is assumed that uniform fine dispersion of the matrix material and the domain material containing a large amount of conductive particles could be achieved.

つまり、上記した導電層を備えた電子写真用の導電性部材は、(1)前記第1のゴムの原料としての第1の未加硫ゴムと、前記第2のゴムの原料としての第2の未加硫ゴムと、前記導電性粒子とを含む未加硫ゴム混合物を、伸長せん断スクリュウを備えた混練機を用いて混錬し、未加硫ゴム混練物を得る工程と、(2)該未加硫ゴム混練物の層を前記導電性の基体の外表面上に形成する工程と、(3)該未加硫ゴム混練物の層中の該第1の未加硫ゴム及び該第2の未加硫ゴムを加硫させて、前記導電層を得る工程と、を経て製造するこが好ましい。 That is, the conductive member for electrophotography provided with the conductive layer described above comprises (1) a first unvulcanized rubber as a raw material of the first rubber and a second rubber as a raw material of the second rubber; (2) kneading the unvulcanized rubber mixture containing the unvulcanized rubber and the conductive particles using a kneader equipped with an extensional shear screw to obtain an unvulcanized rubber kneaded product; forming a layer of said unvulcanized rubber mixture on the outer surface of said conductive substrate; 2, vulcanizing the unvulcanized rubber to obtain the conductive layer.

伸張せん断の付与には、図3に示すような伸長せん断スクリュウ31を備えた伸長せん断装置を用いることが好ましい。図3(a)に示した、“スクリュウ31内部に伸長せん断付与機構(細管)を有するスクリュウ3aを備えた「バッチ循環方式」”、ならびに図3(b)に示した、“スクリュウ31外部に伸長せん断付与機構(細管)を有するスクリュウ3bを備えた、「連続方式」”がある。
バッチ循環方式のスクリュウ3aを備えた伸長せん断加工装置では、スクリュウ内部に細管の穴32が開いており、ゴム組成物は混練時にスクリュウ31の先端部まで到達した後に、スクリュウ31先端の細管の穴32を通ってスクリュウ31の後端部まで戻される機構を有している。そのため、ゴム組成物は細管の穴を繰り返し通過し、且つ、細管の穴では伸長運動に伴うせん断力が付与される。また、ゴム組成物を継続的に伸長せん断場に滞留させることができるため、短時間で大きなせん断力を付与することが可能となる。しかしながら、滞留時間によっては、一部再凝集が起こってしまう場合などがあるため連続式の伸長せん断加工装置が好ましい場合がある。
It is preferable to use an extensional shearing device equipped with an extensional shearing screw 31 as shown in FIG. 3 to apply the extensional shear. 3 (a), "a "batch circulation system" with a screw 3a having an elongating shear applying mechanism (capillary) inside the screw 31", and "a screw 31 outside the screw 31" shown in FIG. 3 (b) There is a "continuous method" equipped with a screw 3b having an elongating shear imparting mechanism (capillary).
In the elongation shearing device equipped with the screw 3a of the batch circulation method, the hole 32 of the thin tube is opened inside the screw, and the rubber composition reaches the tip of the screw 31 during kneading, and then passes through the hole of the thin tube at the tip of the screw 31. It has a mechanism that returns to the rear end of the screw 31 through 32 . Therefore, the rubber composition repeatedly passes through the pores of the capillaries, and shear force is applied to the pores of the capillaries due to the elongation motion. In addition, since the rubber composition can be continuously retained in the elongation shear field, it is possible to apply a large shear force in a short time. However, depending on the residence time, some reaggregation may occur, so a continuous elongational shearing device may be preferable.

ここでは、伸長せん断を付与する、細管の穴径は、0.5mmより大きく、5.0mm以下であることが好ましい。5.0mm以下であれば伸長せん断におけるシェアが十分であり、また、細管の穴径0.5mmより大きい場合は、ゴムが細管の穴を十分に通過せず加工が困難になることがないことを確認している。細管の穴径は、好ましくは、1.0~3.0mmである。なお、処理時間は短時間で混練を行うことが特に好ましい。なお、細管の穴径の大きさによってゴム組成物に印加されるせん断エネルギーが変化する。そのため、せん断加工時の発熱抑制の観点から、材料の送り速度や混合時の材料温度制御などと共に、細管の穴径の選択は加工条件の重要な因子の一つである。なお、細管の穴の数は所望のドメインの均一分散化が実現できれば特に限定されず、また、細管でなくても同様に伸長せん断効果が得られる構成、例えば二重円筒形構成などを用いてもよい。
発明者らは、鋭意検討した結果、連続式のタイプの方が、伸長せん断のみを効率的に付与した構成となるため加工条件として特に好適であることも見出した。
Here, it is preferable that the hole diameter of the thin tube to which the elongational shear is applied is larger than 0.5 mm and 5.0 mm or less. If it is 5.0 mm or less, the share in elongational shear is sufficient, and if the hole diameter of the capillary tube is larger than 0.5 mm, the rubber does not sufficiently pass through the hole of the capillary tube and processing becomes difficult. is confirmed. The hole diameter of the capillary is preferably 1.0 to 3.0 mm. In addition, it is particularly preferable to perform the kneading in a short treatment time. Note that the shear energy applied to the rubber composition changes depending on the size of the hole diameter of the fine tube. Therefore, from the viewpoint of suppressing heat generation during shearing, the selection of the hole diameter of the thin tube is one of the important factors in the processing conditions, along with the feed rate of the material and the control of the temperature of the material during mixing. The number of holes in the capillaries is not particularly limited as long as the desired uniform dispersion of the domains can be achieved. good too.
As a result of intensive studies, the inventors also found that the continuous type is particularly suitable as processing conditions because it has a structure in which only elongational shear is efficiently imparted.

バッチ循環方式の装置としては、例えば、伸長せん断装置(微量せん断装置:井元製作所製や高速せん断装置:ニイガタマシンテクノ社製)も好ましく用いられる。また、連続方式の装置としては、上記バッチ循環方式の装置のスクリュウ部を図3(b)に示すように、スクリュウ内部の伸長せん断付与機構を外部に備えるように改造した装置を好適に用いることができる。また、BANDO TECHNICAL REPORT No.18/20147 P2、に記載の装置なども適宜用いることができる。 As a batch circulation type apparatus, for example, an elongational shearing apparatus (a micro shearing apparatus: manufactured by Imoto Seisakusho and a high speed shearing apparatus: manufactured by Niigata Machine Techno Co., Ltd.) is also preferably used. Further, as a continuous system apparatus, as shown in FIG. 3(b), the screw part of the batch circulation system apparatus can be preferably used by modifying the apparatus so that the elongation shear imparting mechanism inside the screw is provided outside. can be done. Also, BANDO TECHNICAL REPORT No. 18/20147 P2, etc. can also be used as appropriate.

鋭意検討の結果、分散処理工程では、分散時の材料温度を直接測定可能な赤外温度計を用いて測定し、170℃以下に設定することが、均一分散化に良い結果を与えることを確認している。なお、材料の混練り時の温度を熱電対で測定した場合には、恐らく赤外温度センサよりも低く計測される傾向があり、同じ170℃以下の加工処理であっても良好な結果が得られない場合がある。つまり、精密な材料温度測定機能(IRセンサー)を備えた伸長せん断機構を有する混合装置を用いて加工プロセス温度を精密に制御することが有効である。 As a result of intensive study, it was confirmed that in the dispersion treatment process, the temperature of the material during dispersion is measured using an infrared thermometer that can be directly measured, and that setting the temperature to 170°C or less gives good results for uniform dispersion. are doing. In addition, when the temperature at the time of kneading the material is measured with a thermocouple, it probably tends to be measured lower than the infrared temperature sensor, and good results can be obtained even with the same processing at 170 ° C. or less. may not be available. In other words, it is effective to precisely control the working process temperature using a mixing device having an extensional shearing mechanism equipped with a precise material temperature measurement function (IR sensor).

また、ゴム組成物のせん断加工の際には、せん断発熱によるゴム組成物の劣化を防止するために、加えて、室温以下-20℃まで温度制御可能なチラーを備えることも好ましい。つまり、上述したように混合時の材料温度を正確にモニターする、赤外温度センサをスクリュウ部に備えている場合には、精密な混合条件制御が可能であり、特に混合時の温度を170℃以下に設定する際に好適となる。 In addition, when shearing the rubber composition, it is also preferable to provide a chiller capable of temperature control to −20° C. below room temperature in order to prevent deterioration of the rubber composition due to shear heat generation. In other words, if the screw portion is equipped with an infrared temperature sensor that accurately monitors the temperature of the material during mixing as described above, it is possible to precisely control the mixing conditions. It is suitable for the following settings.

<電子写真画像形成装置>
本発明の一態様に係る電子写真画像形成装置は、本発明の一態様に係る電子写真用の導電性部材を具備する。該電子写真画像形成装置の一例を図4の概略構成図に示す。被帯電体である感光体41は、アルミニウムなどの導電性を有する導電性支持体41bと、その上に感光層41aが積層されたドラム形状を有し、支軸41cを中心に図上、時計方向に所定の周速度をもって回転駆動される。
<Electrophotographic image forming apparatus>
An electrophotographic image forming apparatus according to an aspect of the present invention comprises an electrophotographic conductive member according to an aspect of the present invention. An example of the electrophotographic image forming apparatus is shown in the schematic diagram of FIG. The photoreceptor 41, which is a member to be charged, has a drum shape with a conductive support 41b made of aluminum or the like and a photosensitive layer 41a laminated thereon. It is rotationally driven in the direction with a predetermined peripheral speed.

感光体41に、本発明の一態様に係る電子写真用の導電性部材である帯電ローラ1の導電性軸芯体11の両端が押圧手段(不図示)により押圧され、導電性軸芯体を介して電源42と摺擦電極43aにより直流(DC)バイアスが印加された導電層12が接触配置される。感光体41の回転に伴い帯電ローラ1が従動回転することにより、感光体41は所定の極性・電位に一様に帯電(一次帯電)される。 Both ends of the conductive mandrel 11 of the charging roller 1, which is a conductive member for electrophotography according to one aspect of the present invention, are pressed against the photoreceptor 41 by pressing means (not shown), thereby pressing the conductive mandrel. The conductive layer 12 to which a direct current (DC) bias is applied by the power source 42 and the rubbing electrode 43a is placed in contact therewith. As the charging roller 1 rotates following the rotation of the photoreceptor 41, the photoreceptor 41 is uniformly charged (primary charging) to a predetermined polarity and potential.

次いで、露光器44から目的画像情報の露光(レーザービーム走査露光、原稿画像のスリット露光など)を受けた感光体の周面に、目的の画像情報に対応した静電潜像が形成される。感光体上の静電潜像は、現像部材45により供給されるトナーが付着されてトナー画像に形成される。次いで、給紙部(不図示)から転写材47が、感光体41の回転と同期して感光体41と転写部材46との間の転写部に搬送され、転写材の裏面からトナー画像と逆極性に印加された転写部材が押圧され、トナー画像が転写材47上に順次転写される。 Next, an electrostatic latent image corresponding to the target image information is formed on the peripheral surface of the photosensitive member exposed to the target image information from the exposing device 44 (laser beam scanning exposure, document image slit exposure, etc.). The electrostatic latent image on the photoreceptor is formed into a toner image by adhering toner supplied by the developing member 45 . Next, a transfer material 47 is conveyed from a paper supply unit (not shown) to a transfer unit between the photoreceptor 41 and the transfer member 46 in synchronism with the rotation of the photoreceptor 41. The polarized transfer member is pressed and the toner images are sequentially transferred onto the transfer material 47 .

トナー画像の転写を受けた転写材47は、感光体41から分離されて不図示の定着手段へ搬送されてトナー画像が定着され、画像形成物として出力される。裏面にも像形成する電子写真画像形成装置においては、再搬送手段により再度の画像形成を行うために、感光体41と転写部材46との間へ転写材47が再搬送される。 The transfer material 47 to which the toner image has been transferred is separated from the photoreceptor 41 and conveyed to fixing means (not shown) where the toner image is fixed and output as an image formed product. In an electrophotographic image forming apparatus that also forms an image on the rear surface, the transfer material 47 is re-conveyed between the photoreceptor 41 and the transfer member 46 in order to perform image formation again by the re-conveying means.

像転写後の感光体41の周面は、前露光器48による前露光を受けて感光体上の残留電荷が除去(除電)される。この前露光器48には公知の手段を利用することができ、例えばLEDチップアレイ、ヒューズランプ、ハロゲンランプおよび蛍光ランプなどを好適に例示することができる。除電された感光体41の周面は、クリーニング部材49で転写残りトナーなどの付着汚染物の除去を受けて洗浄面化されて、繰り返して画像形成に供される。 After the image transfer, the peripheral surface of the photoreceptor 41 is subjected to pre-exposure by a pre-exposure device 48 to remove (discharge) residual charges on the photoreceptor. Known means can be used for the pre-exposure unit 48, and suitable examples include LED chip arrays, fuse lamps, halogen lamps and fluorescent lamps. The peripheral surface of the photoreceptor 41 from which the charges have been removed is washed by a cleaning member 49 to remove adhering contaminants such as transfer residual toner, and is repeatedly used for image formation.

電子写真画像形成装置において、帯電ローラ1は感光体41に従動駆動させてもよく、また非回転としてもよく、感光体41の面移動方向に順方向または逆方向に所定の周速度をもって積極的に回転駆動させるようにしてもよい。露光は、電子写真画像形成装置を複写機として使用する場合には、原稿からの反射光や透過光、また、原稿を読み取り信号化し、この信号に基づいてレーザービームを走査したり、LEDアレイを駆動したり、または液晶シャッターアレイを駆動してもよい。 In the electrophotographic image forming apparatus, the charging roller 1 may be driven by the photoreceptor 41 or may be non-rotating. may be rotationally driven. When the electrophotographic image forming apparatus is used as a copier, exposure is performed by using reflected light or transmitted light from the original, reading the original into a signal, and based on this signal, scanning a laser beam or driving an LED array. Alternatively, it may drive a liquid crystal shutter array.

本発明の電子写真画像形成装置としては、複写機、レーザービームプリンター、LEDプリンター、あるいは、電子写真製版システムなどの電子写真応用装置等が挙げられる。 Examples of the electrophotographic image forming apparatus of the present invention include copiers, laser beam printers, LED printers, and electrophotographic applied apparatuses such as electrophotographic plate making systems.

<プロセスカートリッジ>
本発明の一態様に係るプロセスカートリッジは、前記導電性部材を具備し、電子写真画像形成装置の本体に着脱可能に構成されている。該プロセスカートリッジの一例を、図5の構成図に示す。このプロセスカートリッジは、本発明の一態様に係るローラ形状の導電性部材を、帯電ローラ51として具備している。ドラム形状の電子写真感光体(以下、「電子写真感光ドラム」ともいう)53は、帯電ローラ51によって帯電可能なように配置されている。ここでは、具体的には、帯電ローラ51が、電子写真感光ドラム53に押圧されて接触している。また、電子写真感光ドラム53の表面に形成された静電潜像を現像するための現像剤を供給するための現像ローラ55、電子写真感光体ドラム53の周面に残留している現像剤を除去するクリーニングブレード57が設けられている。現像ローラ55には現像ブレード59が当接されている。現像ブレード59についても本発明の一態様に係るブレード形状の導電性部材を用いることができる。
<Process cartridge>
A process cartridge according to an aspect of the present invention includes the conductive member, and is detachably attached to a main body of an electrophotographic image forming apparatus. An example of the process cartridge is shown in the block diagram of FIG. This process cartridge includes a roller-shaped conductive member according to one aspect of the present invention as a charging roller 51 . A drum-shaped electrophotographic photosensitive member (hereinafter also referred to as an “electrophotographic photosensitive drum”) 53 is arranged so as to be charged by a charging roller 51 . Here, specifically, the charging roller 51 is pressed against and contacts the electrophotographic photosensitive drum 53 . Further, a developing roller 55 for supplying developer for developing an electrostatic latent image formed on the surface of the electrophotographic photosensitive drum 53 and a developer remaining on the circumferential surface of the electrophotographic photosensitive drum 53 are removed. A cleaning blade 57 is provided for removal. A developing blade 59 is in contact with the developing roller 55 . A blade-shaped conductive member according to one aspect of the present invention can also be used for the developing blade 59 .

以下に実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、これらは、本発明を何ら限定するものではない。なお、以下特に明記しない限り、「部」は「質量部」を意味しており、試薬等は特に指定のないものは市販の高純度品を用いた。
実施例におけるA練りゴム組成物(混合物)とは架橋剤や加硫促進剤を添加していない未加硫ゴム組成物(混合物)を指し、B練りゴム組成物(混合物)とは架橋剤や加硫促進剤を添加した未加硫ゴム組成物(混合物)を指す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but these are not intended to limit the present invention in any way. Unless otherwise specified, "parts" means "parts by mass", and unless otherwise specified, reagents and the like were commercially available high-purity products.
In the examples, A kneaded rubber composition (mixture) refers to an unvulcanized rubber composition (mixture) to which no crosslinking agent or vulcanization accelerator is added, and B kneaded rubber composition (mixture) refers to a crosslinking agent or Refers to an unvulcanized rubber composition (mixture) to which a vulcanization accelerator is added.

<実施例1>
(ゴム混合物の作製)
ドメインの原料として、エチレン-プロピレン-ジエン3元共重合体(商品名:EPT4045、三井化学社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC600JD、ケッチェンブラックインターナショナル社製)3部ならびにカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯7360、東海カーボン社製)40部、軟化剤としてパラフィンオイル(商品名:PW-380、出光興産社製)10部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ1を得た。
次に、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3元共重合体(商品名:エピクロマーCG、大阪ソーダ社製)180部、加工助剤としてステアリン酸1部、マスターバッチ1を45部、加硫剤として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン(商品名:パーヘキサ25B-40、日本油脂社製)2.5部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート(商品名:TAIC-M60、日本化成社製)1.5部をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム混合物(B練りゴム組成物1)を得た。なお、マスターバッチ1は5分割にして段階的に混合させた。
<Example 1>
(Production of rubber mixture)
100 parts of an ethylene-propylene-diene terpolymer (trade name: EPT4045, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) as a raw material for the domain, and carbon black (trade name: Ketjenblack EC600JD, manufactured by Ketjenblack International Co., Ltd.) as conductive particles. ) 3 parts and carbon black (trade name: Toka Black #7360, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) 40 parts, paraffin oil as a softening agent (trade name: PW-380, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) 10 parts, stearic acid as a processing aid One part was kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 1.
Next, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (trade name: Epichromer CG, manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.) 180 parts, stearic acid 1 part as a processing aid, masterbatch 1 45 parts, vulcanizing agent 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne (trade name: Perhexa 25B-40, manufactured by NOF Corporation) as 2.5 parts, and triallyl isocyanurate (trade name: TAIC-M60, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) was mixed in an open roll to obtain an unvulcanized rubber mixture (B kneaded rubber composition 1). The masterbatch 1 was divided into 5 parts and mixed step by step.

・導電性ローラの作製
快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した全長252mm、外径6mmの丸棒を用意した。次に前記丸棒の両端部各11mmを除く長さ230mmの範囲に全周にわたって、接着剤を塗布した。接着剤は、導電性のホットメルトタイプのものを使用した。また、塗布にはロールコーターを用いた。この接着剤を塗布した丸棒を導電性軸芯体(芯金)として使用した。
- Fabrication of Conductive Roller A round bar having a total length of 252 mm and an outer diameter of 6 mm was prepared by applying electroless nickel plating to the surface of free-cutting steel. Next, an adhesive was applied over the entire circumference of the round bar with a length of 230 mm excluding 11 mm at each end of the bar. A conductive hot-melt type adhesive was used. A roll coater was used for coating. A round bar coated with this adhesive was used as a conductive mandrel (core bar).

次に、導電性軸芯体の供給機構、未加硫ゴムローラの排出機構を有するクロスヘッド押出機を用意した。クロスヘッドには内径12.5mmのダイスを取付け、押出機とクロスヘッドを80℃に、導電性軸芯体の搬送速度を60mm/secに調整した。この条件で、前記B練りゴム組成物1を混練押出機より供給して、クロスヘッド内にて導電性軸芯体の外周面上にB練りゴム組成物1のゴム層を形成し、未加硫ゴムローラを得た。次に、170℃の熱風加硫炉中に未加硫ゴムローラを投入し、60分間加熱することで加硫ゴムローラを得た。その後、加硫ゴム層の端部を切除し、ゴム層の長さを230mmとした。最後に、弾性層の表面を回転砥石で研磨した。これによって、中央部から両端部側へ各90mmの位置における各直径が8.4mm、中央部直径が8.5mmのクラウン形状の導電性ローラを得た。
なお、該ローラの電気抵抗値は5.0×10Ω・cmであった。また、測定方法は後述する、「導電性ローラの部分的な抵抗値の測定」を用いた。
Next, a crosshead extruder having a supply mechanism for the conductive mandrel and a discharge mechanism for the unvulcanized rubber roller was prepared. A die with an inner diameter of 12.5 mm was attached to the crosshead, the extruder and crosshead were adjusted to 80° C., and the conveying speed of the conductive mandrel was adjusted to 60 mm/sec. Under these conditions, the B kneaded rubber composition 1 is supplied from a kneading extruder to form a rubber layer of the B kneaded rubber composition 1 on the outer peripheral surface of the conductive mandrel in the crosshead, and the A sulfur rubber roller was obtained. Next, the unvulcanized rubber roller was placed in a hot air vulcanizing furnace at 170° C. and heated for 60 minutes to obtain a vulcanized rubber roller. After that, the ends of the vulcanized rubber layer were cut off to make the length of the rubber layer 230 mm. Finally, the surface of the elastic layer was polished with a rotary grindstone. As a result, a crown-shaped conductive roller having a diameter of 8.4 mm at each position of 90 mm from the center to both ends and a diameter of 8.5 mm at the center was obtained.
The electric resistance value of the roller was 5.0×10 5 Ω·cm. As for the measurement method, the "measurement of partial resistance value of the conductive roller", which will be described later, was used.

・導電性ローラの評価
前記導電性ローラについて以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
-Evaluation of conductive roller The following evaluations were performed on the conductive roller. Table 1 shows the evaluation results.

・導電層の評価
詳細は上記に示した測定方法で評価した。
なお、各実施例に係る導電性ローラの導電性弾性層が、第1のゴムのマトリックス中に、複数個のドメインを有すること、各ドメインが導電性粒子を含む構成を満たしていること、該ドメインの各々の断面積に対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値μが、20%以上、40%以下であること等は、上述したドメインの測定方法などに示した手法で確認した。なお、特記しない限りは、ミクロトームとしては、製品名:ライカ社製Leica EM UC7を、イオンミリングとしては製品名ライカ社製 Leica EMTIC3Xを、SEMとしては、製品名:Ultraplus、カールツァイス社製を用いた。また特に図2に代表される3次元の立体画像測定装置(FIB-SEM)としては、製品名:クライオFIB/SEM、Helios G4 UC、エフ・イー・アイ社製を使用して上述した導電層構造を実施例すべてにおいて確認した。
-Evaluation of conductive layer The details were evaluated by the measurement method shown above.
It should be noted that the conductive elastic layer of the conductive roller according to each example has a plurality of domains in the matrix of the first rubber, and each domain satisfies the configuration containing conductive particles. The average value μ of the ratio of the cross-sectional area of the conductive particles contained in each domain to the cross-sectional area of each domain is 20% or more and 40% or less, etc., as shown in the above-described domain measurement method. confirmed by the method. Unless otherwise specified, the microtome is Leica EM UC7 manufactured by Leica, the ion milling is Leica EMTIC3X manufactured by Leica, and the SEM is Ultraplus manufactured by Carl Zeiss. board. In addition, as a three-dimensional stereoscopic image measurement device (FIB-SEM), which is particularly represented in FIG. Structures were confirmed in all examples.

・(導電層におけるドメインの均一分散性の評価)
導電性のドメインが三次元的に均等かつ密に導電層中に配置された構成であることは、(ドメインの体積の測定方法)の項に記載の手法で検証した。ここでは、上述したように、FIB-SEMを用いた3次元測定を行い、一辺が9μmの第1の立方体形状のサンプルのうち、少なくとも8個のサンプルが、条件(1);「該1個のサンプル中に含まれる27個の、一辺が3μmの単位立方体のうちの少なくとも20個は、該ドメインの総体積が、2.7~10.8μm」を満たすかを評価する。
・(Evaluation of uniform distribution of domains in conductive layer)
It was verified by the method described in (Method for Measuring Domain Volume) that the conductive domains were three-dimensionally evenly and densely arranged in the conductive layer. Here, as described above, three-dimensional measurement using FIB-SEM is performed, and at least eight of the first cubic samples with one side of 9 μm meet the condition (1); At least 20 of the 27 unit cubes of 3 μm on a side contained in the sample are evaluated whether the total volume of the domains satisfies 2.7-10.8 μm 3 ″.

上述したように、条件(1)を満たす単位立方体の個数の増加により、本態様に係る効果を高められる。ドメインの均一分散性のレベルは、上記測定結果を踏まえて下記の基準に基づき評価した。なお、ランクI>II>III>IV>Vの順に、均質で安定な電気特性を示す導電層であることを示している。 As described above, the effect of this aspect can be enhanced by increasing the number of unit cubes that satisfy the condition (1). The uniform dispersion level of domains was evaluated based on the following criteria based on the above measurement results. The order of rank I>II>III>IV>V indicates that the conductive layer exhibits uniform and stable electrical characteristics.

ランクI:均一分散性が極めて良好に認められる。
(条件(1)を満たす単位立方体の個数が、少なくとも8個のサンプルにおいて、25個以上)
ランクII:均一分散性がかなり良好に認められる。
(条件(1)を満たす単位立方体の個数が、少なくとも2個のサンプルにおいて25個未満、かつ少なくとも8個のサンプルにおいて、22個以上)
ランクIII:均一分散性が良好に認められる。
(条件(1)を満たす単位立方体の個数が、少なくとも2個のサンプルにおいて22個未満、かつ少なくとも8個のサンプルにおいて、20個以上)
ランクIV:均一分散性が認められない。
(条件(1)を満たす単位立方体の個数が、少なくとも2個のサンプルにおいて20個未満、かつ少なくとも8個のサンプルにおいて12個以上)
ランクV:均一分散性が極めて悪い。
(条件(1)を満たす単位立方体の個数が、少なくとも2個のサンプルにおいて12個未満)
Rank I: Very good uniform dispersibility is observed.
(The number of unit cubes satisfying condition (1) is 25 or more in at least 8 samples)
Rank II: Fairly good uniform dispersibility is observed.
(The number of unit cubes satisfying condition (1) is less than 25 in at least 2 samples and 22 or more in at least 8 samples)
Rank III: Good uniform dispersibility is observed.
(The number of unit cubes satisfying condition (1) is less than 22 in at least 2 samples and 20 or more in at least 8 samples)
Rank IV: Homogeneous dispersion is not observed.
(The number of unit cubes satisfying condition (1) is less than 20 in at least 2 samples and 12 or more in at least 8 samples)
Rank V: Extremely poor uniform dispersibility.
(The number of unit cubes satisfying condition (1) is less than 12 in at least two samples)

・(導電層における各ドメインにおける導電性粒子のバラつきの評価)
導電性のドメインが電気抵抗の揃ったドメインであることを上述した測定方法を用いて検証した。
「該導電層の厚み方向の断面に現れる該ドメインの各々の断面積の対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値をμとし、該割合の標準偏差をσとしたとき、『σ/μ』が小さくなればなるほど、本態様に係る効果が高まる。各ドメインにおける導電性粒子のバラつきのレベルは、上記測定結果を踏まえて下記の基準に基づき評価した。なお、ランクi>ii>iiiの順に、電気抵抗の揃ったドメインであることを示している。
ランクi:導電性粒子のバラつきが極めて小さい。(0≦σ/μ≦0.25)
ランクii:導電性粒子のバラつきが小さい。 (0.25<σ/μ≦0.4)
ランクiii:導電性粒子のバラつきが大きい。 (σ/μ<0.4)
・(Evaluation of conductive particle variation in each domain in the conductive layer)
Using the measurement method described above, it was verified that the conductive domains were domains with uniform electrical resistance.
"The average value of the ratio of the cross-sectional area of the conductive particles contained in each domain to the cross-sectional area of each domain appearing in the cross section in the thickness direction of the conductive layer is μ, and the standard deviation of the ratio is σ. When "σ/μ" is smaller, the effect of this embodiment is enhanced.The level of dispersion of the conductive particles in each domain was evaluated according to the following criteria based on the above measurement results. The order of rank i > ii > iii indicates domains with uniform electrical resistance.
Rank i: Variation in conductive particles is extremely small. (0≦σ/μ≦0.25)
Rank ii: Variation in conductive particles is small. (0.25<σ/μ≦0.4)
Rank iii: Large variation in conductive particles. (σ/μ<0.4)

・(導電性ローラの導電層におけるドメインの形状の評価~真円度)
ドメイン形状は、円形に近いほうが好ましく、上述した測定手法を基にした真円度で評価した。
真円度のレベルは、下記の基準に基づき評価した。なお、ランクa>b>c>dの順に、円形に近いことを示している。
・(Evaluation of the shape of the domain in the conductive layer of the conductive roller-circularity)
A domain shape close to a circle is preferable, and the roundness was evaluated based on the measurement method described above.
The level of roundness was evaluated based on the following criteria. It should be noted that the order of rank a>b>c>d indicates that the shape is closer to a circle.

ランクa:真円度が極めて良好に認められる。(真円度の平均値が1以上1.90未満)
ランクb:真円度が良好に認められる。 (真円度の平均値が1.90以上2.0未満)
ランクc:真円度が悪い。 (真円度の平均値が2.10以上22.60未満)
ランクd:真円度が極めて悪い。 (真円度の平均値が2.60以上)
Rank a: Very good roundness is observed. (The average value of roundness is 1 or more and less than 1.90)
Rank b: Good roundness is observed. (The average value of roundness is 1.90 or more and less than 2.0)
Rank c: Poor roundness. (The average value of roundness is 2.10 or more and less than 22.60)
Rank d: Roundness is extremely poor. (The average value of roundness is 2.60 or more)

・(導電層におけるドメインのサイズ分布の評価)
ドメインのサイズ分布としては、ドメインサイズが揃っていること、および該ドメインが微細であることが好ましく、上述した測定手法を基にし、大きなドメインと小さなドメインの割合に基づく粒度分布均一性によって評価した。
ここではSEM像は12枚以上の評価から算出する。
(Evaluation of domain size distribution in conductive layer)
As for the size distribution of the domains, it is preferable that the domain sizes are uniform and the domains are fine. Based on the measurement method described above, the particle size distribution uniformity was evaluated based on the ratio of large domains and small domains. .
Here, the SEM image is calculated from the evaluation of 12 or more sheets.

粒度分布均一性のレベルは、下記の基準に基づき評価した。なお、ランク1>2>3>4の順に、粒度分布均一性が高いことを示している。
ランク1:粒度分布均一性が極めて高い。
(95≦100×L2/L1≦100、且つ0≦100×L3/L1≦5)
ランク2:粒度分布均一性が高い。
(80≦100×L2/L1<95、且つ/又は15<100×L3/L1≦20)
ランク3:粒度分布均一性が悪い。
(100×L2/L1<80、且つ/又は20<100×L3/L1)
ランク4:粒度分布均一性が極めて悪い。
(100×L2/L1≦65、且つ/又は35≦100×L3/L1)
The level of particle size distribution uniformity was evaluated based on the following criteria. The order of rank 1>2>3>4 indicates that the particle size distribution uniformity is high.
Rank 1: Extremely high uniformity of particle size distribution.
(95≦100×L2/L1≦100 and 0≦100×L3/L1≦5)
Rank 2: High uniformity of particle size distribution.
(80≦100×L2/L1<95 and/or 15<100×L3/L1≦20)
Rank 3: Poor uniformity of particle size distribution.
(100 x L2/L1 < 80 and/or 20 < 100 x L3/L1)
Rank 4: Extremely poor uniformity of particle size distribution.
(100 x L2/L1 ≤ 65 and/or 35 ≤ 100 x L3/L1)

・(導電性ローラの抵抗測定)
導電性ローラの抵抗測定は、下記の2つの「導電性ローラの部分的な抵抗値の測定」により、適宜行った。
・(Resistance measurement of conductive roller)
The resistance measurement of the conductive roller was appropriately performed by the following two "measurement of partial resistance value of the conductive roller".

・導電性ローラの部分的な抵抗値の測定(固定型電極を用いた方法)
以下に詳述する電流抵抗測定装置を用いて、導電性ローラの任意の部分領域に流れる電流値を測定した。まず、導電性ローラの導電性軸芯体の両端部を金属電極に圧接する。金属電極は、導電性ローラに接する面が、導電性ローラの外周とほぼ同じ曲率であり、円弧の長さが導電性ローラの外周の1/4以下になるように切削加工されている。これにより、金属電極を導電性ローラに密着させることができる。金属電極の長さは、導電性ローラとの接触部の面積が約0.5cmとなるように設定した。
当該部分領域の導電性ローラの電気抵抗測定は、導電性ローラに金属電極を圧接し、導電性ローラの導電性軸芯体に外部電源を用いて直流電圧を印加した状態で行った。部分領域を流れる電流値は、金属電極に直列に接続した基準抵抗の両端の電圧を測定し、この電圧と基準抵抗の電気抵抗値をもとに算出した。
或いは、導電性ローラの抵抗値の測定は、微小電流が測定できるエレクトロメータ等を用いて、導電性ローラの導電性軸芯体と上記金属電極との間に、一定の直流電圧を印加した状態で電流値を計測しても良い。なお、導電性ローラの電流値の測定は、温度23℃、相対湿度50%の環境下で、導電性軸芯体と金属電極との間に直流20Vの固定電圧を印加した状態で10秒経過後に行った。
上記測定電流値、導電性ローラと金属電極が接触する面積、導電性ローラの導電層の厚み、及び、導電層に印加される電圧から、部分領域の体積抵抗率(Ω・cm)を算出した。
・Measurement of partial resistance value of conductive roller (method using fixed type electrode)
A current resistance measuring device, which will be described in detail below, was used to measure the current value flowing through an arbitrary partial region of the conductive roller. First, both ends of the conductive mandrel of the conductive roller are pressed against the metal electrodes. The surface of the metal electrode in contact with the conductive roller has approximately the same curvature as the outer circumference of the conductive roller, and is cut so that the length of the arc is 1/4 or less of the outer circumference of the conductive roller. Thereby, the metal electrode can be brought into close contact with the conductive roller. The length of the metal electrode was set so that the contact area with the conductive roller was about 0.5 cm 2 .
The electrical resistance of the conductive roller in the partial region was measured in a state in which a metal electrode was pressed against the conductive roller and a DC voltage was applied to the conductive mandrel of the conductive roller using an external power supply. The value of the current flowing through the partial region was calculated by measuring the voltage across a reference resistor connected in series with the metal electrode and based on this voltage and the electrical resistance value of the reference resistor.
Alternatively, the resistance value of the conductive roller is measured using an electrometer or the like capable of measuring a minute current, and a constant DC voltage is applied between the conductive mandrel of the conductive roller and the metal electrode. You can measure the current value with The current value of the conductive roller was measured after 10 seconds while a fixed DC voltage of 20 V was applied between the conductive mandrel and the metal electrode in an environment of 23°C temperature and 50% relative humidity. went later.
The volume resistivity (Ω cm) of the partial region was calculated from the measured current value, the area of contact between the conductive roller and the metal electrode, the thickness of the conductive layer of the conductive roller, and the voltage applied to the conductive layer. .

・導電性ローラの部分的な抵抗値の測定(回転電極を用いた方法)
以下に詳述する電気抵抗測定装置を用いて、導電性ローラの部分的な領域に流れる電流値を測定した。本装置では、導電性ローラの任意の位置に直径30mm、幅20mmの円柱状の金属性の回転電極を一定圧力で圧接し、導電性ローラを回転させ、導電性ローラの回転運動に伴い該回転電極を従動回転させる。さらに、導電性ローラの導電性軸芯体に外部電源を用いて直流電圧を印加した状態で、回転電極に直列に接続した基準抵抗の両端の電圧を測定する。これにより、導電性ローラの導電層のうち、回転電極と導電性ローラの接触面で規定された領域を流れる電流値が得られる。接触面の面積は、導電層の硬度にもよるが、0.05~0.2cm程度である。
導電性ローラの回転数を30rpm、データのサンプリング周波数は20Hz、基準抵抗の電気抵抗値は1kΩに設定した。また、印加電圧は導電層の電気抵抗率にもよるが、電流値が約0.1mAになるように、10~200Vの間で固定電圧を設定した。以上の条件では、ローラ表面を周方向に約0.6mm毎に、一周につき約12領域の計測が行える。ローラの長手方向に回転電極を順次移動させて、同様に、導電性ローラを回転させながら、計約140の領域で電流計測を行った。
また、上記測定電流値、導電性ローラと回転電極の接触面積、導電性ローラの導電層の厚み、及び、導電層に印加される電圧から、部分領域の体積抵抗率(Ω・cm)を算出した。導電性ローラ内での体積抵抗率のばらつきは、上記測定の部分領域の体積抵抗率の平均をμ、分散をσとし、σ/μで評価した。
・Measurement of partial resistance value of conductive roller (method using rotating electrode)
A current value flowing through a partial area of the conductive roller was measured using an electrical resistance measuring device described in detail below. In this device, a cylindrical metal rotating electrode with a diameter of 30 mm and a width of 20 mm is pressed against an arbitrary position of the conductive roller at a constant pressure, and the conductive roller is rotated. The electrode is driven to rotate. Furthermore, the voltage across the reference resistor connected in series with the rotating electrode is measured while a DC voltage is applied to the conductive mandrel of the conductive roller using an external power source. As a result, the value of current flowing through the area defined by the contact surface between the rotating electrode and the conductive roller in the conductive layer of the conductive roller is obtained. The area of the contact surface is about 0.05 to 0.2 cm 2 depending on the hardness of the conductive layer.
The rotational speed of the conductive roller was set to 30 rpm, the data sampling frequency was set to 20 Hz, and the electrical resistance value of the reference resistance was set to 1 kΩ. Although the applied voltage depends on the electrical resistivity of the conductive layer, a fixed voltage of 10 to 200 V was set so that the current value was approximately 0.1 mA. Under the above conditions, the roller surface can be measured in about 12 regions per one rotation at intervals of about 0.6 mm in the circumferential direction. The rotating electrode was sequentially moved in the longitudinal direction of the roller, and the electric current was measured in a total of about 140 regions while rotating the conductive roller in the same manner.
Further, the volume resistivity (Ω cm) of the partial region is calculated from the measured current value, the contact area between the conductive roller and the rotating electrode, the thickness of the conductive layer of the conductive roller, and the voltage applied to the conductive layer. bottom. Variation in volume resistivity within the conductive roller was evaluated by σ R /μ R , where µ R is the average of the volume resistivity of the partial regions measured above, and σ R is the variance.

電気抵抗のσ/μのレベルは、上記結果を踏まえて下記の基準に基づき評価した。ランクA>B>C>Dの順に、均質で安定な電気特性を示す導電層であることを示している。
ランクA:σが極めて小さい。 (σ<0.3)
ランクB:σが、かなり小さい。 (0.3<σ≦0.4)
ランクC:σが小さい。 (0.4 <σ<0.5)
ランクD:σが大きい。 (0.5 ≦σ
Based on the above results, the electrical resistance σ RR level was evaluated based on the following criteria. The order of rank A>B>C>D indicates that the conductive layer exhibits uniform and stable electrical characteristics.
Rank A: σ RR is extremely small. ( σR / μR < 0.3)
Rank B: σ RR is considerably small. (0.3< σR / μR ≦0.4)
Rank C: σ RR is small. (0.4< σR / μR <0.5)
Rank D: σ RR is large. (0.5≦ σR / μR )

・導電性ローラの通電劣化試験~電流維持率測定
図6に概略を示す電気抵抗測定装置を用いて、導電性ローラに流れる電流値を測定した。本装置では、導電性ローラの導電性軸芯体11の両端部を不図示の押圧手段で直径30mmの円柱状の金属ドラムに圧接し、金属ドラムの回転駆動に伴い、導電性ローラを従動回転させる。さらに、導電性ローラの導電性軸芯体に外部電源を用いて直流電圧を印加した状態で、金属ドラムに直列に接続した基準抵抗の両端の電圧を測定する。導電性ローラを流れる電流値は、基準抵抗63の電気抵抗値および基準抵抗の両端の電圧を基に算出される。
Conductive Degradation Test of Conductive Roller—Measurement of Current Maintenance Ratio Using an electrical resistance measuring device schematically shown in FIG. 6, the value of the current flowing through the conductive roller was measured. In this device, both ends of the conductive shaft body 11 of the conductive roller are pressed against a cylindrical metal drum having a diameter of 30 mm by pressing means (not shown), and the conductive roller is driven to rotate as the metal drum is driven to rotate. Let Furthermore, the voltage across the reference resistor connected in series to the metal drum is measured while a DC voltage is applied to the conductive mandrel of the conductive roller using an external power supply. The current value flowing through the conductive roller is calculated based on the electrical resistance value of the reference resistor 63 and the voltage across the reference resistor.

図6の電気抵抗測定装置を使用して、温度23℃、相対湿度50%の環境下において導電性ローラの通電劣化試験を行った。このとき、導電性軸芯体と金属ドラムの間に直流50Vで設定した一定の電圧を10分間印加した。金属ドラムの回転数は30rpm、基準抵抗の電気抵抗値は100Ω~1kΩの間で設定した。データのサンプリング周波数は20Hzに設定し、10秒間の計測値の平均値を導電性ローラに流れる電流値とした。初期電流値I0、及び、通電試験終了時の電流値I1とし、I0に対するI1の割合として電流維持率(%)を算出した。 Using the electrical resistance measuring apparatus of FIG. 6, an electrical deterioration test of the conductive roller was conducted under an environment of a temperature of 23° C. and a relative humidity of 50%. At this time, a constant voltage of 50 V direct current was applied between the conductive mandrel and the metal drum for 10 minutes. The rotational speed of the metal drum was set at 30 rpm, and the electric resistance value of the reference resistance was set between 100Ω and 1 kΩ. The data sampling frequency was set to 20 Hz, and the average value of the measured values for 10 seconds was taken as the current value flowing through the conductive roller. Assuming the initial current value I0 and the current value I1 at the end of the current application test, the current maintenance rate (%) was calculated as the ratio of I1 to I0.

電流維持率のレベルは、上記結果を踏まえて下記の基準に基づき評価した。
もちろん、ランクA>B>C>Dの順に、均質で安定な電気特性を示す導電層であることを示している。
ランクA:電流維持率が極めて高い。 (維持率が85%以上)
ランクB:電流維持率が、かすかに認められる。 (維持率が70%以上85%未満)
ランクC:電流維持率が認められる。 (維持率が60%以上70%未満)
ランクD:電流維持率が認められない。 (維持率が60%未満)
Based on the above results, the level of the current maintenance rate was evaluated based on the following criteria.
Of course, the order of rank A>B>C>D indicates that the conductive layer exhibits uniform and stable electrical characteristics.
Rank A: The current maintenance rate is extremely high. (Maintenance rate is 85% or more)
Rank B: Current maintenance rate is slightly observed. (Maintenance rate is 70% or more and less than 85%)
Rank C: A current maintenance rate is recognized. (Maintenance rate is 60% or more and less than 70%)
Rank D: No current maintenance rate is observed. (Retention rate less than 60%)

導電性ローラの画像評価
導電性部材の高速プロセスにおける、画像評価を実施した。
まず、電子写真装置として、電子写真方式のレーザープリンター(商品名:Laserjet M608dn、HP社製)を用意した。次に、導電性部材、電子写真装置、プロセスカートリッジを、測定環境にならす目的で、23℃50%RHの環境に48時間放置した。
なお、高速プロセスにおける評価とするために、当該レーザープリンターを、単位時間当たりの出力枚数が、オリジナルの出力枚数よりも多い、A4サイズの用紙で、75枚/分となるように改造した。その際、記録メディアの出力スピードは370mm/秒、画像解像度は1,200dpiとした。
作製した導電性ローラを帯電ローラとして、電子写真プロセスカートリッジに装着した。上記と同様の環境下で、外部電源(Trek615 トレックジャパン社製)によって、導電性部材に電圧を-900V印加してハーフトーン画像を出力した。つまり、A4サイズの紙上にハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)が形成された電子写真画像を1枚出力した。この画像を「1枚目の画像」と称する。次いで、A4サイズの紙上に、サイズが14ポイントのアルファベット「E」の文字が、印字濃度1%となるように形成された電子写真画像を2500枚出力した。引き続いて、A4サイズの紙上にハーフトーン画像が形成された電子写真画像を1枚出力した。この画像を「2501枚目の画像」と称する。総ての電子写真画像の出力は温度15℃、相対湿度10%の環境下で行った。1枚目の画像と2501枚目の画像とを目視で観察し、ハーフトーン画像における初期(1枚目)の粒状性および帯電ローラの電気抵抗値の上昇により発生することのある、ハーフトーン画像における耐久後(2501枚目)の粒状性の悪化の有無、および、その程度を下記の基準により評価した。
ランクA:初期から粒状性のない一様な画像であり、耐久後にも粒状性の悪化が認められない。
ランクB:初期は粒状性のない一様な画像であり、耐久後には粒状性の悪化が、かすかに認められる。
ランクC:初期から粒状性のある画像(粒状性の悪化)が認められる。
ランクD:初期から粒状性のある画像(粒状性の悪化)が顕著に認められる。
Image Evaluation of Conductive Roller Image evaluation was carried out in a high-speed process of a conductive member.
First, an electrophotographic laser printer (trade name: Laserjet M608dn, manufactured by HP) was prepared as an electrophotographic apparatus. Next, the conductive member, the electrophotographic apparatus, and the process cartridge were left in an environment of 23° C. and 50% RH for 48 hours for the purpose of adjusting to the measurement environment.
In addition, in order to evaluate the high-speed process, the laser printer was modified so that the number of output sheets per unit time was 75 sheets/minute on A4 size paper, which is larger than the number of original output sheets. At that time, the output speed of the recording medium was 370 mm/sec, and the image resolution was 1,200 dpi.
The produced conductive roller was used as a charging roller and mounted in an electrophotographic process cartridge. A voltage of -900 V was applied to the conductive member by an external power source (Trek 615, manufactured by Trek Japan) under the same environment as above to output a halftone image. That is, one sheet of electrophotographic image in which a halftone image (an image in which lines each having a width of 1 dot are drawn at an interval of 2 dots in a direction perpendicular to the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member) was output on A4 size paper. This image is referred to as the "first image". Next, 2,500 sheets of electrophotographic images were output on A4 size paper, in which the letter "E" of 14 point size was formed so as to have a print density of 1%. Subsequently, one sheet of electrophotographic image in which a halftone image was formed was output on A4 size paper. This image is called the "2501st image". All electrophotographic images were output under an environment of a temperature of 15° C. and a relative humidity of 10%. Visually observe the 1st image and the 2501st image, the halftone image that may occur due to the initial (first) graininess in the halftone image and the increase in the electrical resistance value of the charging roller. The presence or absence of deterioration of graininess after the endurance (2501st sheet) and the degree thereof were evaluated according to the following criteria.
Rank A: The image is uniform without graininess from the initial stage, and no deterioration in graininess is observed even after running.
Rank B: A uniform image without graininess at the initial stage, and a slight deterioration in graininess is recognized after the endurance test.
Rank C: An image with graininess (deterioration of graininess) is observed from the initial stage.
Rank D: An image with graininess (deterioration of graininess) is remarkably observed from the initial stage.

<実施例2>
ドメインの原料として、SBR(商品名:タフデン2003、旭化成社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC600JD、ケッチェンブラックインターナショナル社製)3部ならびにカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯5500、東海カーボン社製)40部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ2を得た。
次に、NBR(商品名:N230SV、JSR社製)100質量部に対し、酸化亜鉛(亜鉛華2種、堺化学工業社製)8部、ステアリン酸亜鉛(商品名:SZ-2000、堺化学工業社製)1部、炭酸カルシウム(商品名:ナノックス#30、丸尾カルシウム社製)10部を加えて、50℃に調節した加圧型ニーダー(商品名:TD6-15MDX:トーシン社製)を用い、充填率70%、ブレード回転数30rpm、混合時間16分間の条件で混合することで、マトリックス用のゴム組成物2を得た。
次に、上記で作製したマスターバッチ2を20部と、マトリックス用のゴム組成物2を70部、加圧ニーダーを用いて12分混合し、未加硫のゴム混合物2を得た。
前記未加硫のゴム混合物2の100質量部に、加硫剤/硫黄(商品名:SULFAX PMC、鶴見化学工業社製)を1.8部、加硫促進剤(商品名:Perkacit TBzTD、パフォーマンス・アディディブ社製)を添加し、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、対応するB練りゴム組成物2を得た。それら以外は、実施例1と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗値は6.5×10Ω・cmであった。
<Example 2>
100 parts of SBR (trade name: Tufden 2003, manufactured by Asahi Kasei Corporation) as the raw material for the domain, 3 parts of carbon black (trade name: Ketjen Black EC600JD, manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd.) and carbon black (trade name) as conductive particles. : Toka Black #5500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) and 1 part of stearic acid as a processing aid were kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 2.
Next, to 100 parts by mass of NBR (trade name: N230SV, manufactured by JSR), 8 parts of zinc oxide (zinc white, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), zinc stearate (trade name: SZ-2000, manufactured by Sakai Chemical) Kogyo Co., Ltd.) and 10 parts of calcium carbonate (trade name: Nanox #30, Maruo Calcium Co., Ltd.) were added, and a pressure kneader (trade name: TD6-15MDX: manufactured by Toshin Co., Ltd.) adjusted to 50 ° C. was used. , a filling rate of 70%, a blade rotation speed of 30 rpm, and a mixing time of 16 minutes to obtain a rubber composition 2 for a matrix.
Next, 20 parts of the masterbatch 2 prepared above and 70 parts of the matrix rubber composition 2 were mixed for 12 minutes using a pressure kneader to obtain an unvulcanized rubber mixture 2 .
To 100 parts by mass of the unvulcanized rubber mixture 2, 1.8 parts of a vulcanizing agent/sulfur (trade name: SULFAX PMC, manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.), a vulcanization accelerator (trade name: Perkacit TBzTD, Performance・Adidiv Co.) was added and kneaded for 10 minutes with a two-roll machine cooled to 25° C. to obtain a corresponding B kneaded rubber composition 2. Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 1, and each evaluation was performed.
The electric resistance value of the roller was 6.5×10 5 Ω·cm.

<実施例3>
ドメインの原料として、SBR(商品名:タフデン2003、旭化成社製)90部ならびに液状SBR10部(商品名:LIR-310、クラレ社製)10部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯5500、東海カーボン社製)60部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ3を得た。次に、上記で作製したマスターバッチ3を20部と、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を72部、加圧ニーダーを用いて13分混合し、未加硫のゴム混合物3を得た。ここでは、該マスターバッチを5等分して段階的に混合した。
それら以外は、実施例2と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は8.5×10Ω・cmであった。
<Example 3>
90 parts of SBR (trade name: Tufden 2003, manufactured by Asahi Kasei Corporation) and 10 parts of liquid SBR (trade name: LIR-310, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) were used as raw materials for the domain, and carbon black (trade name: Toka Black) was used as the conductive particles. #5500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) and 1 part of stearic acid as a processing aid were kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 3. Next, 20 parts of the masterbatch 3 prepared above and 72 parts of the matrix rubber composition 2 prepared in Example 2 were mixed for 13 minutes using a pressure kneader to obtain an unvulcanized rubber mixture 3. got Here, the masterbatch was divided into 5 equal parts and mixed stepwise.
Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 2, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 8.5×10 5 Ω·cm.

<実施例4>
実施例1と同様に対応するゴム混合物を作製した。
つまり、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3元共重合体(商品名:エピクロマーCG、大阪ソーダ社製)120部、加工助剤としてステアリン酸1部、実施例1で作製したマスターバッチ1を40部、をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム混合物4を得た。ここでは、該マスターバッチを5等分して段階的に混合した。
次に、図3(a)に示した、伸長せん断成形加工機としてスクリュウ内部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウを有する加工機(製品名:NHSS8-28、ニイガタマシンテクノ製)を用いて、前記未加硫ゴム(A練りゴム組成物)を混練した。まず、加工機に装備されている該スクリュの細管の穴を2.0mm、可塑化部温度100℃、混練部温度150℃、スクリュウ回転数を750rpmに設定してA練りゴム組成物を5秒間混練した。その後、混練部から排出することで伸長せん断加工されたゴム組成物を得た。これを繰り返すことで導電ローラ作製に十分な量を作製した。その際、せん断発熱を低減するために、冷却機構を用いることによって、混練部の温度が170℃を超えないように温度制御した。
前記工程で混練したA練りゴム組成物100質量部に、加硫剤/硫黄(商品名:SULFAX PMC、鶴見化学工業社製)を1.8部、加硫促進剤(商品名:Perkacit TBzTD、パフォーマンス・アディディブ社製)6.8部を添加した。次いで、温度25℃に冷却した二本ロール機にて10分間混練し、B練りゴム組成物4を得た。それら以外は、実施例1と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は1.0×106Ω・cmであった。
<Example 4>
A corresponding rubber mixture was prepared analogously to Example 1.
That is, 120 parts of epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (trade name: Epichromer CG, manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.), 1 part of stearic acid as a processing aid, and 40 parts of masterbatch 1 prepared in Example 1. , were mixed in an open roll to obtain an unvulcanized rubber mixture 4. Here, the masterbatch was divided into 5 equal parts and mixed stepwise.
Next, using a processing machine (product name: NHSS8-28, manufactured by Niigata Machine Techno) having a screw equipped with an extensional shearing mechanism inside the screw as an extensional shear forming processing machine shown in FIG. 3(a), The unvulcanized rubber (A kneaded rubber composition) was kneaded. First, setting the hole of the thin tube of the screw equipped in the processing machine to 2.0 mm, the temperature of the plasticizing section to 100°C, the temperature of the kneading section to 150°C, and the screw rotation speed to 750 rpm, the A kneaded rubber composition was mixed for 5 seconds. Kneaded. Thereafter, a rubber composition subjected to elongation shear processing was obtained by discharging from the kneading section. By repeating this, a sufficient amount for manufacturing a conductive roller was produced. At that time, in order to reduce shear heat generation, a cooling mechanism was used to control the temperature of the kneading section so as not to exceed 170°C.
To 100 parts by mass of the A kneaded rubber composition kneaded in the above step, 1.8 parts of a vulcanizing agent/sulfur (trade name: SULFAX PMC, manufactured by Tsurumi Chemical Industry Co., Ltd.), a vulcanization accelerator (trade name: Perkacit TBzTD, (manufactured by Performance Additive) was added. Then, the mixture was kneaded for 10 minutes with a two-roll machine cooled to 25° C. to obtain a B kneaded rubber composition 4. Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 1, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 1.0×10 6 Ω·cm.

<実施例5>
ドメインの原料として、SBR(商品名:タフデン2003、旭化成社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯5500、東海カーボン社製)70部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ5を得た。次に、マスターバッチ5を22部、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を68部、加圧ニーダーを用いて、20分混合し、未加硫のゴム組成物5を得た。
それら以外は、実施例2と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は4.0×10Ω・cmであった。
<Example 5>
100 parts of SBR (trade name: Tufden 2003, manufactured by Asahi Kasei Corporation) as a raw material for the domain, 70 parts of carbon black (trade name: Toka Black #5500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) as conductive particles, and 1 part of stearic acid as a processing aid The parts were kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 5. Next, 22 parts of the masterbatch 5 and 68 parts of the matrix rubber composition 2 prepared in Example 2 were mixed for 20 minutes using a pressure kneader to obtain an unvulcanized rubber composition 5. .
Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 2, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 4.0×10 5 Ω·cm.

<実施例6>
ドメインの原料として、末端変性SBR(商品名:タフデンE581、旭化成社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯5500、東海カーボン社製)80部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ6を得た。
次に、上記で作製したマスターバッチ6を25部と、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を70部、加圧ニーダーを用いて16分混合し、未加硫のゴム組成物6を得た。なお、ここでは、該マスターバッチを5等分して段階的にマトリックス用のゴム組成物2と混合した。
なお、該ローラの電気抵抗は3.5×10Ω・cmであった。
<Example 6>
100 parts of terminal-modified SBR (trade name: Tuffdene E581, manufactured by Asahi Kasei Corporation) as a raw material for the domain, 80 parts of carbon black (trade name: Toka Black #5500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) as conductive particles, and stearin as a processing aid One part of the acid was kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 6.
Next, 25 parts of the masterbatch 6 prepared above and 70 parts of the matrix rubber composition 2 prepared in Example 2 were mixed for 16 minutes using a pressure kneader to obtain an unvulcanized rubber composition. got 6. Here, the masterbatch was divided into 5 equal parts and mixed stepwise with the rubber composition 2 for the matrix.
The electric resistance of the roller was 3.5×10 5 Ω·cm.

<実施例7>
ドメインの原料として、SBR(商品名:タフデン2003、旭化成社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯7360、東海カーボン社製)85部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ7を得た。次に、マスターバッチ7を30部、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を65部、オープンロールにて混合し、対応する未加硫ゴム混合物7を得た。次に、実施例4と同様に、スクリュウ内部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウを有する伸長せん断成形加工機を用いて前記未加硫ゴム(A練りゴム組成物)を混練した。なお、ここではスクリュウ回転数を800rpmにした以外は同様の条件で加工処理した。
それら以外は、実施例4と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は8.0×10Ω・cmであった。
<Example 7>
100 parts of SBR (trade name: Tufden 2003, manufactured by Asahi Kasei Corporation) as a raw material for the domain, 85 parts of carbon black (trade name: Toka Black #7360, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) as conductive particles, and 1 part of stearic acid as a processing aid The parts were kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 7. Next, 30 parts of the masterbatch 7 and 65 parts of the matrix rubber composition 2 prepared in Example 2 were mixed with an open roll to obtain a corresponding unvulcanized rubber mixture 7 . Next, in the same manner as in Example 4, the unvulcanized rubber (A kneaded rubber composition) was kneaded using an elongational shear molding machine having a screw with an elongational shear applying mechanism inside the screw. In addition, processing was performed under the same conditions except that the number of rotations of the screw was changed to 800 rpm.
Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 4, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 8.0×10 5 Ω·cm.

<実施例8>
ドメインの原料として、乳化重合スチレン・ブタジエンゴム、E-SBR(商品名:JSR0202、JSR社製)100部ならびに液状SBR(商品名:LIR-310、クラレ社製)10部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯5500、東海カーボン社製)100部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ8を得た。次に、マスターバッチ8を34部、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を70部、オープンロールにて混合し、未加硫ゴム混合物8を得た。
伸長せん断成形加工機として、スクリュウ外部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウを有する連続方式の加工機としては、実施例7で使用したスクリュウ内部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウを有する伸長せん断成形加工機(製品名:NHSS8-28、ニイガタマシンテクノ製)を改造して用いた。つまり、スクリュ内部ではなく、細管の穴32を外部に持たせるようにスクリュウ先端部を改造した図3(b)に示した装置構成にすることで、連続式の伸長せん断成形加工が可能となった。
次に、実施例4と同様に、上記伸長せん断付与機構を備えたスクリュウを有する連続式の伸長せん断成形加工機、を用いて前記未加硫ゴム(A練りゴム組成物)を混練した。なお、ここではスクリュウ回転数を600rpmにした以外は同様の条件で加工処理した。
それら以外は、実施例4と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は8.0×10Ωcmであった。
<Example 8>
Emulsion-polymerized styrene-butadiene rubber, 100 parts of E-SBR (trade name: JSR0202, manufactured by JSR) and 10 parts of liquid SBR (trade name: LIR-310, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) were used as raw materials for the domains, and carbon was used as the conductive particles. 100 parts of black (trade name: Toka Black #5500, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) and 1 part of stearic acid as a processing aid were kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch 8. Next, 34 parts of the masterbatch 8 and 70 parts of the matrix rubber composition 2 prepared in Example 2 were mixed with an open roll to obtain an unvulcanized rubber mixture 8 .
As an extensional shear forming processing machine, as a continuous type processing machine having a screw equipped with an extensional shear imparting mechanism on the outside of the screw, an extensional shearing molding having a screw with an extensional shear imparting mechanism inside the screw used in Example 7 A processing machine (product name: NHSS8-28, manufactured by Niigata Machine Techno) was modified and used. In other words, continuous elongation shear forming processing is possible by adopting the device configuration shown in FIG. rice field.
Next, in the same manner as in Example 4, the unvulcanized rubber (A kneaded rubber composition) was kneaded using a continuous extensional shear molding machine having a screw equipped with the extensional shear applying mechanism. In addition, here, processing was performed under the same conditions except that the screw rotation speed was changed to 600 rpm.
Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 4, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 8.0×10 5 Ωcm.

<実施例9>
ドメインの原料として、NBR(商品名:N230SV、JSR社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:トーカブラック♯7360、東海カーボン社製)60部、カーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC600JD、ケッチェンブラックインターナショナル社製)10部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチ9を得た。
次に、SBR(商品名:アサプレンY031、旭化成社製)100質量部に対し、酸化亜鉛(亜鉛華2種、堺化学工業社製)8部、ステアリン酸亜鉛(商品名:SZ-2000、堺化学工業社製)1部、炭酸カルシウム(商品名:ナノックス#30、丸尾カルシウム社製)10部を加えて、50℃に調節した加圧型ニーダー(商品名:TD6-15MDX、トーシン社製)を用い、充填率70%、ブレード回転数30rpm、混合時間16分間の条件で混合することで、マトリックス用のゴム組成物9を得た。
次に、マスターバッチ9を35部と、上記マトリックス用のゴム組成物9を70部、オープンロールにて混合し、対応する未加硫ゴム混合物を得た。
次に実施例8で用いた、スクリュウ外部に伸長せん断付与機構を備えたスクリュウを有する連続方式の伸長せん断成形加工機を用いて、前記未加硫ゴム(A練りゴム組成物)を混練した。なお、ここではスクリュウ回転数を650rpmにした以外は同様の条件で加工処理した。
それら以外は、実施例4と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は8.3×10Ωcmであった。
<Example 9>
100 parts of NBR (trade name: N230SV, manufactured by JSR Corporation) as a raw material for the domain, 60 parts of carbon black (trade name: Toka Black #7360, manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd.) as conductive particles, and carbon black (trade name: Ketjen) 10 parts of Black EC600JD (manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd.) and 1 part of stearic acid as a processing aid were kneaded with a pressure kneader to obtain Masterbatch 9.
Next, for 100 parts by mass of SBR (trade name: Asaprene Y031, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), 8 parts of zinc oxide (zinc white, manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.), zinc stearate (trade name: SZ-2000, manufactured by Sakai Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 10 parts of calcium carbonate (trade name: Nanox #30, Maruo Calcium Co., Ltd.) were added, and a pressure kneader (trade name: TD6-15MDX, Toshin Co., Ltd.) adjusted to 50 ° C. A rubber composition 9 for a matrix was obtained by mixing under conditions of a filling rate of 70%, a blade rotation speed of 30 rpm, and a mixing time of 16 minutes.
Next, 35 parts of the masterbatch 9 and 70 parts of the matrix rubber composition 9 were mixed with an open roll to obtain a corresponding unvulcanized rubber mixture.
Next, the unvulcanized rubber (A kneaded rubber composition) was kneaded using the continuous extensional shear molding machine used in Example 8, which has a screw provided with an extensional shear imparting mechanism on the outside of the screw. In addition, processing was performed under the same conditions except that the screw rotation speed was changed to 650 rpm.
Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 4, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 8.3×10 5 Ωcm.

[比較例1]
特許文献1を基にゴム混合物を作製した。
つまり、ドメイン材料としてエチレン-プロピレン-ジエン3元共重合体(商品名:EPT4045、三井化学社製)100部、導電性粒子としてカーボンブラック(商品名:ケッチェンブラックEC600JD、ケッチェンブラックインターナショナル社製)10部、軟化剤としてパラフィンオイル(商品名:PW-380、出光興産社製)30部、加工助剤としてステアリン酸1部を加圧ニーダーで混練し、マスターバッチを得た。次に、マトリックス材料として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3元共重合体(商品名:エピクロマーCG、大阪ソーダ社製)75部、加工助剤としてステアリン酸1部、マスターバッチ10を35.25部、加硫剤として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン(商品名:パーヘキサ25B-40、日本油脂社製)2.5部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート(商品名:TAIC-M60、日本化成社製)1.5部をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム混合物1Aを得た。それら以外は、実施例1と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は7.3×10Ωcmであった。
[Comparative Example 1]
A rubber mixture was prepared based on Patent Document 1.
That is, 100 parts of ethylene-propylene-diene terpolymer (trade name: EPT4045, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) as the domain material, and carbon black (trade name: Ketjenblack EC600JD, manufactured by Ketjenblack International Co., Ltd.) as the conductive particles. ), 30 parts of paraffin oil (trade name: PW-380, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) as a softening agent, and 1 part of stearic acid as a processing aid were kneaded with a pressure kneader to obtain a masterbatch. Next, 75 parts of epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (trade name: Epichroma CG, manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.) as a matrix material, 1 part of stearic acid as a processing aid, and 35.25 parts of masterbatch 10. part, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne (trade name: Perhexa 25B-40, manufactured by NOF Corporation) as a vulcanizing agent, 2.5 parts, triallyl isocyanate as a cross-linking aid 1.5 parts of nurate (trade name: TAIC-M60, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) was mixed with an open roll to obtain an unvulcanized rubber mixture 1A. Except for these, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 1, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 7.3×10 5 Ωcm.

[比較例2]
実施例2における、マスターバッチ2においてケッチェンブラックの量を3.5部ならびにカーボンブラックの量を35部に変更して対応する未加硫のゴム組成物2Aを作製したこと、および未加硫のゴム組成物2Aを作製時の、加圧ニーダーの練り時間を5分にした以外は、実施例1と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は4.1×10Ωcmであった。
[Comparative Example 2]
In Example 2, the amount of ketjen black in masterbatch 2 was changed to 3.5 parts and the amount of carbon black was changed to 35 parts to prepare corresponding unvulcanized rubber composition 2A, and unvulcanized A conductive roller was produced in the same manner as in Example 1 except that the kneading time of the pressure kneader was changed to 5 minutes when producing the rubber composition 2A, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 4.1×10 6 Ωcm.

[比較例3]
比較例1を基に、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
ここでは、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3元共重合体(商品名:エピクロマーCG、大阪ソーダ社製)120部、加工助剤としてステアリン酸1部、マスターバッチ1を、40.5部をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム混合物を得た。
次に、A練りゴム組成物のせん断加工を、2軸混練加工装置(製品名「KZW15TW-4MG-NH(-6000)」:テクノベル社製)を用い、回転速度1000rpmにて前記未加硫ゴム混合物(A練りゴム組成物)を混練した。
前記工程で混練した未加硫のゴム組成物100質量部に、加硫剤として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキシン(商品名:パーヘキサ25B-40、日本油脂社製)2.5部、架橋助剤としてトリアリルイソシアヌレート(商品名:TAIC-M60、日本化成社製)1.5部をオープンロールにて混合し、未加硫ゴム混合物(B練りゴム組成物3A)を得たそれら以外は、比較例1と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は1.2×107Ωcmであった。
[Comparative Example 3]
Based on Comparative Example 1, a conductive roller was produced and each evaluation was performed.
Here, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether terpolymer (trade name: Epichroma CG, manufactured by Osaka Soda Co., Ltd.) 120 parts, stearic acid 1 part as a processing aid, masterbatch 1, 40.5 parts They were mixed in an open roll to obtain an unvulcanized rubber mixture.
Next, the A kneaded rubber composition is sheared using a twin-screw kneading device (product name “KZW15TW-4MG-NH (-6000)” manufactured by Technobell) at a rotational speed of 1000 rpm. The mixture (A kneaded rubber composition) was kneaded.
To 100 parts by mass of the unvulcanized rubber composition kneaded in the above step, 2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne (trade name: Perhexa 25B-40, NOF) was added as a vulcanizing agent. Co.) 2.5 parts and 1.5 parts of triallyl isocyanurate (trade name: TAIC-M60, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.) as a crosslinking aid are mixed in an open roll to form an unvulcanized rubber mixture (B kneaded rubber A conductive roller was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except for those in which composition 3A) was obtained, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 1.2×10 7 Ωcm.

[比較例4]
実施例2における、マスターバッチ2においてケッチェンブラックの量を3.5部ならびにカーボンブラックの量を35部に変更して対応する未加硫のゴム組成物4Aを作製したこと、および未加硫のゴム組成物4Aを作製時の、加圧ニーダーの練り時間を40分にした以外(ここで練り時の材料温度(赤外温度計を用いて計測)は183度まで上昇していた)は、実施例2と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は2.2×10Ωcmであった。
[Comparative Example 4]
In Example 2, the amount of ketjen black in masterbatch 2 was changed to 3.5 parts and the amount of carbon black was changed to 35 parts to prepare corresponding unvulcanized rubber composition 4A, and unvulcanized Except for changing the kneading time of the pressure kneader to 40 minutes when producing rubber composition 4A of No. (here, the material temperature during kneading (measured using an infrared thermometer) had risen to 183 degrees) A conductive roller was produced in the same manner as in Example 2, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 2.2×10 6 Ωcm.

[比較例5]
実施例3における、上記で作製したマスターバッチ3を25部ならびに実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を70部、二本ロールを用いて混合した。その後、比較例3に示した、2軸混練加工装置を用い、回転速度1000rpmにて対応する未加硫ゴム混合物5A(A練りゴム組成物)を混練した以外は、実施例3と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は9.6×10Ωcmであった。
[Comparative Example 5]
25 parts of the masterbatch 3 prepared above in Example 3 and 70 parts of the matrix rubber composition 2 prepared in Example 2 were mixed using a double roll. Then, using the twin-screw kneading device shown in Comparative Example 3, the same procedure as in Example 3 was carried out, except that the corresponding unvulcanized rubber mixture 5A (A kneaded rubber composition) was kneaded at a rotational speed of 1000 rpm. , a conductive roller was produced, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 9.6×10 6 Ωcm.

[比較例6]
実施例8における混合を伸長せん断成形加工機ではなく、加圧ニーダーを用いて、10分混合したことに加え、マスターバッチ8を20部、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を70部、用いた以外は、実施例8と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は9.0×10Ωcmであった。
[Comparative Example 6]
In addition to mixing for 10 minutes using a pressure kneader instead of the extensional shear molding machine in Example 8, 20 parts of masterbatch 8 and rubber composition 2 for the matrix prepared in Example 2 were added. A conductive roller was produced in the same manner as in Example 8 except that 70 parts were used, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 9.0×10 5 Ωcm.

[比較例7]
実施例8における混合を伸長せん断成形加工機ではなく、二本ロールを用いて混合(ここでは、該マスターバッチを10等分して段階的に混合した)したこと加え、マスターバッチ8を14.6部、実施例2で作製したマトリックス用のゴム組成物2を70部、用いた以外は、実施例8と同様にして、導電性ローラを作製し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は4.9×10Ωcmであった。
[Comparative Example 7]
In addition to mixing in Example 8 using a twin roll instead of an extensional shear forming machine (here, the masterbatch was divided into 10 equal parts and mixed in stages), masterbatch 8 was mixed in 14. A conductive roller was produced in the same manner as in Example 8 except that 6 parts and 70 parts of the matrix rubber composition 2 produced in Example 2 were used, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 4.9×10 6 Ωcm.

以下の表1に、実施例1-9ならびに比較例1-7における、ドメインの均一分散性の評価、各ドメインにおける導電性粒子のバラつきの評価、ドメインの形状の評価、ドメインの粒度分布の評価、使用した混合装置、断面における平均ドメインサイズ及び、導電性ローラ評価:電気抵抗σ/μ、ならびに導電性ローラ評価:電流維持率と、画質ランクの評価結果とを示す。 Table 1 below shows the evaluation of uniform dispersion of the domains, the evaluation of the dispersion of the conductive particles in each domain, the evaluation of the shape of the domains, and the evaluation of the particle size distribution of the domains in Examples 1-9 and Comparative Examples 1-7. , the mixing device used, the average domain size in the cross section, the evaluation of the conductive roller: electric resistance σ/μ, and the evaluation of the conductive roller: the current maintenance rate, and the evaluation results of the image quality rank.

Figure 0007225005000001
Figure 0007225005000001

以下に、導電性ローラとして転写ローラに適用させた検討結果を示す。
<実施例10>
・導電性ローラの作製
快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した全長240mm、外径5mmの丸棒を用意した。次に前記丸棒の両端部各15mmを除く長さ210mmの範囲に全周にわたって、接着剤を塗布した。接着剤は、導電性のホットメルトタイプのものを使用した。また、塗布にはロールコーターを用いた。この接着剤を塗布した丸棒を導電性軸芯体(芯金)として使用した。
The following shows the results of examination of application to a transfer roller as a conductive roller.
<Example 10>
- Fabrication of Conductive Roller A round bar with a total length of 240 mm and an outer diameter of 5 mm was prepared by subjecting the surface of free-cutting steel to electroless nickel plating treatment. Next, an adhesive was applied over the entire circumference of the round bar with a length of 210 mm excluding 15 mm at each end of the bar. A conductive hot-melt type adhesive was used. A roll coater was used for coating. A round bar coated with this adhesive was used as a conductive mandrel (core bar).

次に、導電性軸芯体の供給機構、未加硫ゴムローラの排出機構を有するクロスヘッド押出機を用意し、クロスヘッドには内径13.5mmのダイスを取付け、押出機とクロスヘッドを80℃に、導電性軸芯体の搬送速度を60mm/secに調整した。この条件で、実施例2で得た未加硫ゴム混合物2を混練押出機より供給して、クロスヘッド内にて導電性軸芯体の外周面上に未加硫ゴム混合物のゴム層を形成し、未加硫ゴムローラを得た。次に、170℃の熱風加硫炉中に未加硫ゴムローラを投入し、60分間加熱することで加硫ゴムローラを得た。その後、加硫ゴム層の端部を切除し、ゴム層の長さを215mmとした。最後に、弾性層の表面を回転砥石で研磨した。これによって、中央部から両端部側へ各90mmの位置における各直径が11.3mm、中央部直径が11.5mmの導電性ローラを得た。
なお、該ローラの電気抵抗は2.0×10Ω・cmであった。
Next, a crosshead extruder having a supply mechanism for the conductive mandrel and a discharge mechanism for the unvulcanized rubber roller was prepared. Second, the conveying speed of the conductive mandrel was adjusted to 60 mm/sec. Under these conditions, the unvulcanized rubber mixture 2 obtained in Example 2 was supplied from a kneading extruder to form a rubber layer of the unvulcanized rubber mixture on the outer peripheral surface of the conductive mandrel in the crosshead. to obtain an unvulcanized rubber roller. Next, the unvulcanized rubber roller was placed in a hot air vulcanizing furnace at 170° C. and heated for 60 minutes to obtain a vulcanized rubber roller. After that, the ends of the vulcanized rubber layer were cut off, and the length of the rubber layer was set to 215 mm. Finally, the surface of the elastic layer was polished with a rotary grindstone. As a result, a conductive roller having a diameter of 11.3 mm at each position of 90 mm from the center to both ends and a diameter of 11.5 mm at the center was obtained.
The electric resistance of the roller was 2.0×10 6 Ω·cm.

得られた導電性ローラに対して、画質評価以外は実施例1と同様評価を行った。ここでは、下記の導電性ローラの画質評価1および導電性ローラの画質評価2を代わりとして追加している。 The obtained conductive roller was evaluated in the same manner as in Example 1, except for image quality evaluation. Here, the image quality evaluation 1 of the conductive roller and the image quality evaluation 2 of the conductive roller below are added instead.

・導電性ローラの画像評価1
上記の導電性ローラを転写ローラとして、電子写真プロセスカートリッジ(商品名:HP 30A Black Original LaserJet Toner、HP社製)に装着した。このプロセスカートリッジをA4サイズの紙を出力可能な電子写真画像形成装置(商品名:HP LaserJet Pro M203dw、HP社製)に装着し、電子写真画像を形成した。A4サイズの紙上に縦線画像(電子写真感光体の回転方向に幅4ドットの線を間隔4ドットで描く画像)が形成された電子写真画像を1枚出力した。電子写真画像の出力は温度15℃、相対湿度10%の環境下で行った。画像を目視で観察し、転写ローラの異常放電により発生することのある、ポチ状画像や縦線の潰れの有無、および、その程度を下記の基準により評価した。
ランクA:縦線の潰れやポチ状画像の発生が認められない。
ランクB:縦線の潰れやポチ状画像の発生が、かすかに認められる。
ランクC:縦線の潰れやポチ状画像の発生が認められる。
ランクD:縦線の潰れやポチ状画像の発生が顕著に認められる。
Image evaluation 1 of conductive roller
An electrophotographic process cartridge (trade name: HP 30A Black Original LaserJet Toner, manufactured by HP) was equipped with the conductive roller as a transfer roller. This process cartridge was mounted in an electrophotographic image forming apparatus capable of outputting A4 size paper (trade name: HP LaserJet Pro M203dw, manufactured by HP) to form an electrophotographic image. One sheet of electrophotographic image in which a vertical line image (an image in which lines with a width of 4 dots are drawn at intervals of 4 dots in the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member) was output on A4 size paper. The output of the electrophotographic image was performed under an environment of a temperature of 15° C. and a relative humidity of 10%. The image was visually observed, and the presence or absence of crushing of the spot-like image and vertical lines, which may occur due to abnormal discharge of the transfer roller, and the degree thereof were evaluated according to the following criteria.
Rank A: No crushing of vertical lines or generation of spot-like images is observed.
Rank B: Collapse of vertical lines and occurrence of spot-like images are slightly observed.
Rank C: Collapse of vertical lines and generation of spot-like images are observed.
Rank D: Collapse of vertical lines and generation of spot-like images are remarkably observed.

・導電性ローラの画像評価2
上記の通電劣化試験を行った後の導電性ローラを転写ローラとして、電子写真プロセスカートリッジ(商品名:HP 30A Black Original LaserJet Toner、HP社製)に装着した。このプロセスカートリッジをA4サイズの紙を出力可能な電子写真画像形成装置(商品名:HP LaserJet Pro M203dw、HP社製)に装着し、電子写真画像を形成した。A4サイズの紙上にハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)が形成された電子写真画像を1枚出力した。電子写真画像の出力は温度15℃、相対湿度10%の環境下で行った。画像を目視で観察し、転写ローラの電気抵抗値の上昇により発生することのある、ポチ状画像の有無、および、その程度を下記の基準により評価した。
ランクA:ポチ状画像の発生が認められない。
ランクB:ポチ状画像の発生が、かすかに認められる。
ランクC:ポチ状画像の発生が認められる。
ランクD:ポチ状画像の発生が顕著に認められる。
・Image evaluation 2 of conductive roller
The electrophotographic process cartridge (trade name: HP 30A Black Original LaserJet Toner, manufactured by HP) was mounted as a transfer roller after the conductive deterioration test was performed. This process cartridge was mounted in an electrophotographic image forming apparatus capable of outputting A4 size paper (trade name: HP LaserJet Pro M203dw, manufactured by HP) to form an electrophotographic image. An electrophotographic image in which a halftone image (an image in which a line with a width of 1 dot is drawn at an interval of 2 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the electrophotographic photosensitive member) was formed on a sheet of A4 size paper. The output of the electrophotographic image was performed under an environment of a temperature of 15° C. and a relative humidity of 10%. The image was visually observed, and the presence or absence of a spot-like image, which may occur due to an increase in the electrical resistance of the transfer roller, and the degree thereof were evaluated according to the following criteria.
Rank A: No generation of spot-like images is observed.
Rank B: Occurrence of spot-like images is slightly observed.
Rank C: Occurrence of spot-like images is recognized.
Rank D: Remarkable generation of spot-like images is observed.

<実施例11>
実施例11において、未加硫ゴム混合物として実施例4で得られた未加硫ゴム混合物4を使用した。
それ以外は、実施例10と同様にして、導電性ローラを作成し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は3.2×10Ωcmであった。
<Example 11>
In Example 11, the unvulcanized rubber mixture 4 obtained in Example 4 was used as the unvulcanized rubber mixture.
Otherwise, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 10, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 3.2×10 6 Ωcm.

<実施例12>
実施例12において、未加硫ゴム混合物として実施例8で得られた未加硫ゴム混合物8を使用した。
それ以外は、実施例10と同様にして、導電性ローラを作成し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は2.4×10Ωcmであった。
<Example 12>
In Example 12, the unvulcanized rubber mixture 8 obtained in Example 8 was used as the unvulcanized rubber mixture.
Otherwise, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 10, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 2.4×10 6 Ωcm.

[比較例8]
実施例10において、未加硫ゴム混合物として比較例1で得られた未加硫ゴム混合物1Aを使用した。
それ以外は、実施例10と同様にして、導電性ローラを作成し、各評価を行った。
なお、該ローラの電気抵抗は2.1×10Ωcmであった。
[Comparative Example 8]
In Example 10, the unvulcanized rubber mixture 1A obtained in Comparative Example 1 was used as the unvulcanized rubber mixture.
Otherwise, a conductive roller was produced in the same manner as in Example 10, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the roller was 2.1×10 6 Ωcm.

以下の表2に、実施例10~12ならびに比較例8における、ドメインの均一分散性の評価、各ドメインにおける導電性粒子のバラつきの評価、ドメインの形状の評価、ドメインの粒度分布の評価、使用した混合装置、断面における平均ドメインサイズ及び、導電性ローラ評価の各評価結果を示す。 Table 2 below shows evaluation of uniform dispersion of domains, evaluation of dispersion of conductive particles in each domain, evaluation of domain shape, evaluation of domain particle size distribution, and use in Examples 10 to 12 and Comparative Example 8. The evaluation results of the mixing device used, the average domain size in the cross section, and the evaluation of the conductive roller are shown.

Figure 0007225005000002
Figure 0007225005000002

以下に、導電性ローラとして導電性ブレードに適用させた検討結果を示す。
<実施例13>
・導電性ブレードの作製
実施例2で得たB練りゴム混合物2(未加硫ゴム混合物)を使用した。ここでは、B練りゴム混合物2を幅250mm、長さ150mm、厚さ0.7mmの金型に加圧プレス機で加圧しながら、160℃で10分処理することで、対応する厚さ0.7mmのゴムシート1を得た。
ゴムシート1を幅216mm、長さ12mmに切断し、予め所定のカートリッジに取り付けられるように加工した板金(後述の電子写真用プロセスカートリッジの現像ブレードに用いられている板金とほぼ同形状)に接着剤を用いて接着し、導電性ゴムブレード1を得た。この時、導電ブレードは長さ12mmのうち板金と重なる部分を4.5mmとし、残りの7.5mmを板金からはみ出るように接着した。なお、接着剤は、導電性のホットメルトタイプのものを使用した。
なお、該導電性ブレードの電気抵抗は4.2×105Ωcmであった。
Below, the results of a study of applying a conductive blade as a conductive roller are shown.
<Example 13>
- Production of conductive blade The B kneaded rubber mixture 2 (unvulcanized rubber mixture) obtained in Example 2 was used. Here, the B kneaded rubber mixture 2 was pressurized in a mold having a width of 250 mm, a length of 150 mm, and a thickness of 0.7 mm by a pressure press machine at 160° C. for 10 minutes to obtain a corresponding thickness of 0.7 mm. A rubber sheet 1 of 7 mm was obtained.
The rubber sheet 1 is cut into a width of 216 mm and a length of 12 mm, and is adhered to a sheet metal processed in advance so as to be attached to a predetermined cartridge (almost the same shape as the sheet metal used for the developing blade of the electrophotographic process cartridge described later). A conductive rubber blade 1 was obtained by bonding using an agent. At this time, of the 12 mm length of the conductive blade, the portion overlapping the sheet metal was set to 4.5 mm, and the remaining 7.5 mm was adhered so as to protrude from the sheet metal. A conductive hot-melt type adhesive was used.
The electric resistance of the conductive blade was 4.2×10 5 Ωcm.

・導電性ブレードの評価
前記導電性ブレードについて以下の評価を行った。評価結果を表1に示す。
-Evaluation of conductive blade The following evaluation was performed on the conductive blade. Table 1 shows the evaluation results.

(導電層の評価)
以下の導電層の評価に関する4項目は実施例1と同様に行った。
なお、測定箇所においては、以下の通り変更した。
(Evaluation of conductive layer)
The following four items regarding the evaluation of the conductive layer were performed in the same manner as in Example 1.
The measurement points were changed as follows.

・導電層におけるドメインの均一分散性の評価
測定箇所:ゴムシートの幅を9分割した、幅24mm長さ12mm厚さ0.7mmの区分における各々の中央近辺9か所を測定。
・導電層における各ドメインにおける導電性粒子のバラつきの評価
測定箇所:ゴムシートの幅を12分割した、幅18mm長さ12mm厚さ0.7mmの区分における各々の中央近辺12か所を測定。
・導電性ブレードの導電層におけるドメインの形状の評価~真円度
測定箇所:ゴムシートの幅を12分割した、幅18mm長さ12mm厚さ0.7mmの区分における各々の中央近辺12か所を測定。
・導電層におけるドメインの粒度分布の評価
測定箇所:ゴムシートの幅を12分割した、幅18mm長さ12mm厚さ0.7mmの区分における各々の中央近辺12か所を測定。
-Evaluation of Uniform Dispersion of Domains in Conductive Layer Measurement points: 9 points near the center of each of 9 sections of width 24 mm length 12 mm thickness 0.7 mm obtained by dividing the width of the rubber sheet.
-Evaluation of the variation of the conductive particles in each domain in the conductive layer Measurement points: 12 points near the center of each section of 18 mm width, 12 mm length, and 0.7 mm thickness obtained by dividing the width of the rubber sheet into 12 parts.
・Evaluation of the shape of the domain in the conductive layer of the conductive blade-Circularity measurement points: 12 points near the center of each section of width 18 mm length 12 mm thickness 0.7 mm, which is obtained by dividing the width of the rubber sheet into 12 measurement.
-Evaluation of particle size distribution of domains in the conductive layer Measurement points: The width of the rubber sheet was divided into 12 sections, and measurements were taken at 12 points near the center of each section of 18 mm width, 12 mm length, and 0.7 mm thickness.

(導電性ブレードの電流値測定)
・導電性ブレードの部分的な抵抗値の測定
以下に概略を示す電流抵抗測定装置を用いて、導電性ブレードの任意の部分領域に流れる電流値を測定した。本装置では、導電性ブレードのゴム部の任意の位置に金属電極を荷重200gwで圧接させる。金属電極は、導電性ブレードとの接触部がφ10mmの円形状のものを使用した。さらに、導電性ブレードの板金に外部電源を用いて直流電圧を印加した状態で、金属電極に直列に接続した基準抵抗の両端の電圧を測定する。これにより、導電性ブレードの任意の部分領域に流れる電流値が得られる。基準抵抗の電気抵抗値は1kΩに設定した。また、導電性ブレードの長手を20分割し、その間の領域計20点を測定した。
導電性ブレードの体積抵抗率は、導電性ブレードゴム部と金属電極の面積、導電性ブレードのゴム部の厚み、および、印加される電圧から部分領域の体積抵抗率(Ω・cm)を算出した。導電性ブレード内での体積抵抗率のばらつきは、上記測定の部分領域の体積抵抗率の平均をμ、分散をσとし、σ/μで評価した。
(Current value measurement of conductive blade)
Measurement of Partial Resistance Value of Conductive Blade A current resistance measuring device outlined below was used to measure the value of current flowing in an arbitrary partial region of the conductive blade. In this device, a metal electrode is brought into pressure contact with a load of 200 gw to an arbitrary position of the rubber portion of the conductive blade. The metal electrode used had a circular shape with a diameter of 10 mm in contact with the conductive blade. Furthermore, the voltage across the reference resistor connected in series with the metal electrode is measured while a DC voltage is applied to the sheet metal of the conductive blade using an external power source. This gives the value of the current flowing through any partial area of the conductive blade. The electrical resistance value of the reference resistor was set to 1 kΩ. In addition, the length of the conductive blade was divided into 20 parts, and a total of 20 points in between were measured.
The volume resistivity of the conductive blade was calculated by calculating the volume resistivity (Ω cm) of the partial region from the area of the conductive blade rubber portion and the metal electrode, the thickness of the rubber portion of the conductive blade, and the applied voltage. . Variation in volume resistivity within the conductive blade was evaluated by σ R /μ R , where μ R is the average of the volume resistivity of the partial regions measured above, and σ R is the variance.

電気抵抗のσ/μのレベルは、上記結果を踏まえて下記の基準に基づき評価した。ランクA>B>C>Dの順に、均質で安定な電気特性を示す導電層であることを示している。
ランクA:σが極めて小さい。 (σ<0.25)
ランクB:σが、かなり小さい。 (0.25<σ≦0.32)
ランクC:σが小さい。 (0.32 <σ<0.4)
ランクD:σが大きい。 (0.4 ≦σ
Based on the above results, the electrical resistance σ RR level was evaluated based on the following criteria. The order of rank A>B>C>D indicates that the conductive layer exhibits uniform and stable electrical characteristics.
Rank A: σ RR is extremely small. ( σR / μR < 0.25)
Rank B: σ RR is considerably small. (0.25< σR / μR ≦0.32)
Rank C: σ RR is small. (0.32< σR / μR <0.4)
Rank D: σ RR is large. (0.4≦ σR / μR )

・導電性ブレードの通電劣化試験~電流維持率測定
前述の電気抵抗測定装置を使用して、温度23℃、相対湿度50%の環境下において導電性ブレードの通電劣化試験を行った。このとき、導電性ブレードの板金に直流20~200Vの間で設定した一定の電圧を10分間印加した。データのサンプリング周波数は20Hzに設定し、10秒間の計測値の平均値を導電性ブレードに流れる電流値とした。初期電流値I0、及び、通電試験終了時の電流値I1とし、I0に対するI1の割合として電流維持率(%)を算出した。
· Conductive degradation test of conductive blade-measurement of current maintenance rate Using the above-mentioned electrical resistance measuring device, the conductive blade was subjected to an electrical degradation test in an environment with a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 50%. At this time, a constant voltage set between 20 and 200 V direct current was applied to the sheet metal of the conductive blade for 10 minutes. The data sampling frequency was set to 20 Hz, and the average value of the measured values for 10 seconds was taken as the current value flowing through the conductive blade. Assuming the initial current value I0 and the current value I1 at the end of the current application test, the current maintenance rate (%) was calculated as the ratio of I1 to I0.

電流維持率のレベルは、上記結果を踏まえて下記の基準に基づき評価した。
もちろん、ランクA>B>C>Dの順に、均質で安定な電気特性を示す導電層であることを示している。
ランクA:電流維持率が極めて高い。 (維持率が85%以上)
ランクB:電流維持率が、かすかに認められる。 (維持率が70%以上85%未満)
ランクC:電流維持率が認められる。 (維持率が60%以上70%未満)
ランクD:電流維持率が顕著に認められる。 (維持率が60%未満)
Based on the above results, the level of the current maintenance rate was evaluated based on the following criteria.
Of course, the order of rank A>B>C>D indicates that the conductive layer exhibits uniform and stable electrical characteristics.
Rank A: The current maintenance rate is extremely high. (Maintenance rate is 85% or more)
Rank B: Current maintenance rate is slightly observed. (Maintenance rate is 70% or more and less than 85%)
Rank C: A current maintenance rate is recognized. (Maintenance rate is 60% or more and less than 70%)
Rank D: Remarkable current maintenance rate. (Retention rate less than 60%)

[トナーの摩擦帯電量分布評価]
トナーの摩擦帯電量の広がりを評価するために、摩擦帯電量分布を測定した。
上記の導電性ブレードを現像ブレードとして、電子写真プロセスカートリッジ(商品名:37X黒トナーカートリッジ、HP社製)に取り付けた。このプロセスカートリッジをA4サイズの紙を出力可能な電子写真画像形成装置(商品名:HP LaserJet Enterprise M608dn、HP社製)に装着し、気温32℃、相対湿度85%RHの高温高湿環境中に設置した後、6時間以上放置した。次いで、サイズが14ポイントのアルファベットの「E」の文字が、A4サイズの紙の面積に対し被覆率が1%となるように印字されるような画像(以下、「E文字画像」ともいう)を100枚のコピー用紙に対して連続出力した後に、新しいコピー用紙に白ベタ画像を出力し、白ベタ画像の出力中にプリンターを停止した。
[Evaluation of triboelectric charge distribution of toner]
In order to evaluate the spread of the triboelectric charge amount of the toner, the triboelectric charge amount distribution was measured.
The above conductive blade was used as a developing blade and attached to an electrophotographic process cartridge (trade name: 37X black toner cartridge, manufactured by HP). This process cartridge was mounted in an electrophotographic image forming apparatus capable of outputting A4 size paper (trade name: HP LaserJet Enterprise M608dn, manufactured by HP), and placed in a high-temperature and high-humidity environment with a temperature of 32°C and a relative humidity of 85% RH. After installation, it was left for more than 6 hours. Next, an image in which the letter "E" of the alphabet with a size of 14 points is printed so that the coverage rate is 1% with respect to the area of A4 size paper (hereinafter also referred to as "E character image") was continuously output on 100 sheets of copy paper, a white solid image was output on new copy paper, and the printer was stopped during the output of the white solid image.

この際、現像スリーブの、現像ブレードと感光体当接位置に挟まれた部分のうち範囲が狭い部分に担持されたトナーについて、摩擦帯電量分布を測定した。
摩擦帯電量分布は、E-spart Analyzer Model EST-III(ホソカワミクロン社製)を用いて測定した。
なお、測定粒子個数は3000個程度とし、測定した値の標準偏差σをトナーの摩擦帯電量分布とした。
At this time, the triboelectrification amount distribution was measured for the toner carried on the narrower portion of the developing sleeve sandwiched between the developing blade and the photosensitive member contact position.
The triboelectric charge distribution was measured using an E-spart Analyzer Model EST-III (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
About 3000 particles were measured, and the standard deviation σ of the measured values was defined as the triboelectric charge amount distribution of the toner.

トナーの摩擦帯電量分布の評価の評価基準は以下のとおりである。
ランクA:摩擦帯電量分布が極めて良好である。 (σ<3.0)
ランクB:摩擦帯電量分布が、かなり良好である。 (3.0≦σ<4.0)
ランクC:摩擦帯電量分布が良好である。 (4.0≦σ<5.0)
ランクD:摩擦帯電量分布が悪い。 (σ>5.0)
Evaluation criteria for evaluation of the triboelectric charge amount distribution of the toner are as follows.
Rank A: Very good triboelectric charge distribution. (σ<3.0)
Rank B: The triboelectrification amount distribution is fairly good. (3.0≦σ<4.0)
Rank C: Good triboelectric charge distribution. (4.0≦σ<5.0)
Rank D: Poor triboelectric charge distribution. (σ>5.0)

なお、言うまでもないことであるが、トナーの摩擦帯電量分布が良好であることは、導電層における導電パスが良好に形成されていればいるほど良好な結果となる。 Needless to say, the better the triboelectrification amount distribution of the toner, the better the conductive paths in the conductive layer are formed.

・導電性ブレードの画像評価
上記の導電性ブレードを現像ブレードとして、電子写真プロセスカートリッジ(商品名:37X黒トナーカートリッジ、HP社製)に取り付けた。このプロセスカートリッジをA4サイズの紙を出力可能な電子写真画像形成装置(商品名:HP LaserJet Enterprise M608dn、HP社製)に装着し、電子写真画像を形成した。その際、現像スリーブの金属部と現像ブレードの板金を電気的に接続した。A4サイズの紙上にベタ黒画像が形成された電子写真画像を3枚出力後、ハーフトーン画像(電子写真感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドットの線を間隔2ドットで描く画像)が形成された電子写真画像を1枚出力した。電子写真画像の出力は温度15℃、相対湿度10%の環境下で行った。画像中央部を目視で観察し、導電性ブレードの導電点のムラにより発生することのある、濃度ムラの有無、および、その程度を下記の基準により評価した。
ランクA:濃度ムラの発生が認められない。
ランクB:濃度ムラの発生が、かすかに認められる。
ランクC:濃度ムラの発生が認められる。
Image Evaluation of Conductive Blade The above conductive blade was attached as a developing blade to an electrophotographic process cartridge (trade name: 37X black toner cartridge, manufactured by HP). This process cartridge was mounted in an electrophotographic image forming apparatus capable of outputting A4 size paper (trade name: HP LaserJet Enterprise M608dn, manufactured by HP) to form an electrophotographic image. At that time, the metal portion of the developing sleeve and the sheet metal of the developing blade were electrically connected. After printing 3 sheets of electrophotographic images with a solid black image on A4 size paper, a halftone image (an image in which 1-dot wide lines are drawn at 2-dot intervals in the direction perpendicular to the rotating direction of the electrophotographic photosensitive member) is produced. One sheet of the formed electrophotographic image was output. The output of the electrophotographic image was performed under an environment of a temperature of 15° C. and a relative humidity of 10%. The central portion of the image was visually observed, and the presence or absence of unevenness in density, which may occur due to unevenness in the conductive points of the conductive blade, and the degree thereof were evaluated according to the following criteria.
Rank A: No density unevenness is observed.
Rank B: Density unevenness is slightly observed.
Rank C: Density unevenness is observed.

<実施例14>
実施例13において、未加硫ゴム混合物として実施例4で得られた未加硫ゴム混合物4を使用した。
それ以外は、実施例10と同様にして、導電性ブレードを作成し、各評価を行った。
なお、該導電性ブレードの電気抵抗は6.3×10Ωcmであった。
<Example 14>
In Example 13, the unvulcanized rubber mixture 4 obtained in Example 4 was used as the unvulcanized rubber mixture.
Other than that, a conductive blade was produced in the same manner as in Example 10, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the conductive blade was 6.3×10 5 Ωcm.

<実施例15>
実施例13において、未加硫ゴム混合物として実施例8で得られた未加硫ゴム混合物8を使用した。
それ以外は、実施例10と同様にして、導電性ブレードを作成し、各評価を行った。
なお、該導電性ブレードの電気抵抗は5.0×10Ωcmであった。
<Example 15>
In Example 13, the unvulcanized rubber mixture 8 obtained in Example 8 was used as the unvulcanized rubber mixture.
Other than that, a conductive blade was produced in the same manner as in Example 10, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the conductive blade was 5.0×10 5 Ωcm.

[比較例9]
実施例13において、未加硫ゴム混合物として比較例1で得られた未加硫ゴム混合物9を使用した。
それ以外は、実施例10と同様にして、導電性ブレードを作成し、各評価を行った。
なお、該導電性ブレードの電気抵抗は4.6×10Ωcmであった。
[Comparative Example 9]
In Example 13, the unvulcanized rubber mixture 9 obtained in Comparative Example 1 was used as the unvulcanized rubber mixture.
Other than that, a conductive blade was produced in the same manner as in Example 10, and each evaluation was performed.
The electric resistance of the conductive blade was 4.6×10 5 Ωcm.

以下の表3に、実施例13~15ならびに比較例9における、ドメインの均一分散性の評価、各ドメインにおける導電性粒子のバラつきの評価、ドメインの形状の評価、ドメインの粒度分布の評価、使用した混合装置、断面における平均ドメインサイズ及び、導電性ブレード評価の各評価結果を示す。 Table 3 below shows evaluation of uniform dispersion of domains, evaluation of dispersion of conductive particles in each domain, evaluation of domain shape, evaluation of domain particle size distribution, and use in Examples 13 to 15 and Comparative Example 9. The evaluation results of the mixed device, the average domain size in the cross section, and the evaluation of the conductive blade are shown.

Figure 0007225005000003
Figure 0007225005000003

以下に、導電性ローラとして現像ローラに適用させた検討結果を示す。 Below, the results of a study of application to a developing roller as a conductive roller are shown.

<現像ローラの作製>
[実施例16]
(1.マスターバッチ16の製造)
[1-1.マスターバッチ16の調製]
表4に示す種類と量の各材料を加圧式ニーダーで混合しマスターバッチ16を得た。
<Production of developing roller>
[Example 16]
(1. Production of Masterbatch 16)
[1-1. Preparation of Masterbatch 16]
A masterbatch 16 was obtained by mixing the types and amounts of each material shown in Table 4 with a pressure kneader.

Figure 0007225005000004
Figure 0007225005000004

[1-2.未加硫ゴム組成物の調製]
表5に示す種類と量の各材料を加圧式ニーダーで混合して未加硫ゴム組成物を得た。
[1-2. Preparation of unvulcanized rubber composition]
The types and amounts of each material shown in Table 5 were mixed with a pressure kneader to obtain an unvulcanized rubber composition.

Figure 0007225005000005
Figure 0007225005000005

表6に示す種類と量の各材料とをオープンロールにて混合し導電性部材成形用ゴム組成物16を調製した。 The types and amounts of materials shown in Table 6 were mixed in an open roll to prepare a rubber composition 16 for forming a conductive member.

Figure 0007225005000006
Figure 0007225005000006

(2.導電性部材の成形)
[2-1.導電性の軸芯体]
快削鋼の表面に無電解ニッケルメッキ処理を施した外径6mmの芯金を用意した。次にロールコーターを用いて、前記芯金の両端部15mmずつを除く範囲の全周にわたって、接着剤としてメタロックU-20(商品名、(株)東洋化学研究所製)を塗布した。本実施例において、前記接着剤を塗布した芯金を導電性の軸芯体として使用した。
(2. Molding of conductive member)
[2-1. Conductive mandrel]
A cored bar having an outer diameter of 6 mm was prepared by subjecting the surface of free-cutting steel to electroless nickel plating treatment. Next, using a roll coater, Metalloc U-20 (trade name, manufactured by Toyo Kagaku Kenkyusho Co., Ltd.) was applied as an adhesive over the entire circumference of the metal core except for 15 mm at each end. In this example, the core metal coated with the adhesive was used as the conductive mandrel.

次に、導電性の軸芯体の供給機構、及び未加硫ゴムローラの排出機構を有するクロスヘッド押出機の先端に内径16.0mmのダイスを取付け、押出機とクロスヘッドの温度を80℃に、導電性の軸芯体の搬送速度を60mm/secに調整した。この条件で、押出機より未加硫ゴム組成物を供給して、クロスヘッド内にて導電性の軸芯体の外周部を未加硫ゴム組成物で被覆し、未加硫ゴムローラを得た。 Next, a die with an inner diameter of 16.0 mm was attached to the tip of a crosshead extruder having a mechanism for supplying a conductive mandrel and a mechanism for discharging unvulcanized rubber rollers, and the temperature of the extruder and the crosshead was raised to 80°C. , the conveying speed of the conductive mandrel was adjusted to 60 mm/sec. Under these conditions, an unvulcanized rubber composition was supplied from the extruder, and the outer periphery of the conductive mandrel was coated with the unvulcanized rubber composition in the crosshead to obtain an unvulcanized rubber roller. .

次に、170℃の熱風加硫炉中に前記未加硫ゴムローラを投入し、60分間加熱することで未加硫ゴム組成物を加硫し、導電性の軸芯体の外周部に導電性樹脂層が形成されたローラを得た。その後、導電性樹脂層の両端部を切除し、導電性樹脂層の表面を回転砥石で研磨した。これによって、中央部から両端部側へ各90mmの位置における各直径が12.0mm、中央部直径が12.2mmである現像ローラ100を得た。 Next, the unvulcanized rubber roller is placed in a hot air vulcanizing furnace at 170° C. and heated for 60 minutes to vulcanize the unvulcanized rubber composition, and a conductive A roller having a resin layer formed thereon was obtained. After that, both ends of the conductive resin layer were cut off, and the surface of the conductive resin layer was polished with a rotary grindstone. As a result, a developing roller 100 having a diameter of 12.0 mm at each 90 mm position from the center to both ends and a diameter of 12.2 mm at the center was obtained.

得られた導電性ローラに対して、画質評価以外は実施例1と同様評価を行った。ここでは、下記のトナーの摩擦帯電量分布評価および現像ローラの画像評価(L/Lゴースト)を代わりとして追加している。 The obtained conductive roller was evaluated in the same manner as in Example 1, except for image quality evaluation. Here, the following evaluation of triboelectric charge amount distribution of toner and image evaluation of developing roller (L/L ghost) are added instead.

[トナーの摩擦帯電量分布評価]
トナーの摩擦帯電量の広がりを評価するために、摩擦帯電量分布を測定した。
各実施例および比較例に係る現像ローラをレーザープリンター(商品名:HP Color Laserjet Enterprise CP4515dn、HP社製)用のマゼンタトナーカートリッジに装填した。次いで、前記カートリッジを前記レーザープリンターに装填し、(高速系に変更)気温32℃、相対湿度85%RHの高温高湿環境中に設置した後、6時間以上放置した。次いで、サイズが14ポイントのアルファベットの「E」の文字が、A4サイズの紙の面積に対し被覆率が1%となるように印字されるような画像(以下、「E文字画像」ともいう)を所定枚数のコピー用紙に対して連続出力した後に、新しいコピー用紙に白ベタ画像を出力し、白ベタ画像の出力中にプリンターを停止した。
[Evaluation of triboelectric charge distribution of toner]
In order to evaluate the spread of the triboelectric charge amount of the toner, the triboelectric charge amount distribution was measured.
A magenta toner cartridge for a laser printer (trade name: HP Color Laserjet Enterprise CP4515dn, manufactured by HP) was loaded with the developing roller according to each of Examples and Comparative Examples. Next, the cartridge was loaded into the laser printer (changed to a high-speed system), placed in a high-temperature and high-humidity environment with an air temperature of 32° C. and a relative humidity of 85% RH, and left for 6 hours or longer. Next, an image in which the letter "E" of the alphabet with a size of 14 points is printed so that the coverage rate is 1% with respect to the area of A4 size paper (hereinafter also referred to as "E character image") was continuously output on a predetermined number of copy sheets, a white solid image was output on new copy sheets, and the printer was stopped while the white solid image was being output.

この際、現像ローラの、トナー規制ブレードと感光体当接位置に挟まれた部分のうち範囲が狭い部分に担持されたトナーについて、摩擦帯電量分布を測定した。
摩擦帯電量分布は、E-spart Analyzer Model EST-III(ホソカワミクロン社製)を用いて測定した。
なお、測定粒子個数は3000個程度とした。得られた摩擦帯電量分布から、標準偏差を算出し、100枚出力後に測定した値の標準偏差をトナーの初期摩擦帯電量分布とし、30000枚出力後に測定した値の標準偏差をトナーの耐久後摩擦帯電量分布とした。
At this time, the triboelectrification amount distribution was measured for the toner carried on the narrower portion of the developing roller sandwiched between the toner regulating blade and the photosensitive member contact position.
The triboelectric charge distribution was measured using an E-spart Analyzer Model EST-III (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
The number of particles to be measured was about 3000. The standard deviation of the triboelectrification amount distribution was calculated from the obtained triboelectrification amount distribution. The triboelectrification amount distribution was used.

トナーの摩擦帯電量分布の評価の評価基準は以下のとおりである。
ランクA:摩擦帯電量分布が極めて良好である。 (σ<3.0)
ランクB:摩擦帯電量分布が、かなり良好である。 (3.0≦σ<4.0)
ランクC:摩擦帯電量分布が良好である。 (4.0≦σ<5.0)
ランクD:摩擦帯電量分布が悪い。 (σ>5.0)
Evaluation criteria for evaluation of the triboelectric charge amount distribution of the toner are as follows.
Rank A: Very good triboelectric charge distribution. (σ<3.0)
Rank B: The triboelectrification amount distribution is fairly good. (3.0≦σ<4.0)
Rank C: Good triboelectric charge distribution. (4.0≦σ<5.0)
Rank D: Poor triboelectric charge distribution. (σ>5.0)

なお、言うまでもないことであるが、トナーの摩擦帯電量分布が良好であることは、導電層における導電パスが良好に形成されていればいるほど良好な結果となる。 Needless to say, the better the triboelectrification amount distribution of the toner, the better the conductive paths in the conductive layer are formed.

・現像ローラの画像評価(L/Lゴースト)
レーザープリンター(商品名:LBP7700C、キヤノン社製)用のプロセスカートリッジに、各実施例および比較例で得られた現像ローラを、現像ローラとして装填した。そして、該プロセスカートリッジを前記レーザープリンターに組み込み、電子写真画像を形成した。A4サイズの紙上に、サイズが4ポイントのアルファベット「E」の文字が、印字濃度1%となるように形成された電子写真画像を7000枚出力した。
次いでゴースト画像の評価を行った。すなわち、ブラックトナーを用い、画像パターンとして1枚内で先端部に15mm角のベタ黒、その後に全面ハーフトーンの画像を印字した。次に、ハーフトーン部分に現れるトナー担持体周期の濃度ムラ(ゴースト)を目視で確認した。
・Evaluation of developing roller image (L/L ghost)
A process cartridge for a laser printer (trade name: LBP7700C, manufactured by Canon Inc.) was loaded with the developing roller obtained in each example and comparative example as a developing roller. Then, the process cartridge was incorporated into the laser printer to form an electrophotographic image. 7,000 sheets of electrophotographic images were output on A4 size paper, in which the letter "E" of 4 point size was formed so as to have a print density of 1%.
Evaluation of ghost images was then carried out. That is, using a black toner, a 15 mm square solid black image was printed on the front end of one sheet as an image pattern, followed by a halftone image on the entire surface. Next, density unevenness (ghost) in the period of the toner carrier appearing in the halftone portion was visually confirmed.

ゴーストの評価の評価基準は以下のとおりである。
ランクA:ゴーストの発生が認められない。
ランクB:ゴーストの発生が、かすかに認められる。
ランクC:ゴーストの発生が認められる。
ランクD:ゴーストの発生が顕著に認められる。
The evaluation criteria for ghost evaluation are as follows.
Rank A: No ghost is observed.
Rank B: Generation of ghost is faintly recognized.
Rank C: Occurrence of ghost is observed.
Rank D: Remarkable generation of ghost is observed.

[実施例17]
実施例7における未加硫ゴム混合物7(A練りゴム組成物)の混練時における、伸長せん断加工のスクリュウ回転数を850rpmにした以外は実施例7と同様に対応するB練りゴム組成物17を得た。その後、実施例16と同様にして現像ローラ評価用の導電性ローラを作製し、各評価を行った。
[Example 17]
A corresponding B kneaded rubber composition 17 was prepared in the same manner as in Example 7, except that the number of screw revolutions in the elongational shearing process during kneading of the unvulcanized rubber mixture 7 (A kneaded rubber composition) in Example 7 was changed to 850 rpm. Obtained. After that, a conductive roller for evaluation of the developing roller was produced in the same manner as in Example 16, and each evaluation was performed.

[実施例18]
実施例8における未加硫ゴム混合物8(A練りゴム組成物)の混練時における、伸長せん断加工のスクリュウ回転数を630rpmにした以外は実施例8と同様に対応するB練りゴム組成物18を得た。その後、実施例16と同様にして現像ローラ評価用の導電性ローラを作製し、各評価を行った。
[Example 18]
A corresponding B kneaded rubber composition 18 was prepared in the same manner as in Example 8, except that the number of screw revolutions in the elongational shearing process during kneading of the unvulcanized rubber mixture 8 (A kneaded rubber composition) in Example 8 was changed to 630 rpm. Obtained. After that, a conductive roller for evaluation of the developing roller was produced in the same manner as in Example 16, and each evaluation was performed.

[比較例10]
比較例1と同様に対応するB練りゴム組成物を得た。その後、実施例16と同様にして現像ローラ評価用の導電性ローラを作製し、各評価を行った。
[Comparative Example 10]
A corresponding B kneaded rubber composition was obtained in the same manner as in Comparative Example 1. After that, a conductive roller for evaluation of the developing roller was produced in the same manner as in Example 16, and each evaluation was performed.

表7に、現像ローラに適用させた検討結果を示す。 Table 7 shows the results of examination applied to the developing roller.

Figure 0007225005000007
Figure 0007225005000007

1 導電性部材
11 導電性軸体
12 導電層
13 第1の立方体形状
14 単位立方体
21 単位立方体
22 マトリックス
23 ドメイン
24 導電性粒子
1 conductive member 11 conductive shaft 12 conductive layer 13 first cubic shape 14 unit cube 21 unit cube 22 matrix 23 domain 24 conductive particles

Claims (8)

第1のゴムの架橋物を含むマトリックスと、
該マトリックスに分散されている複数個のドメインと、を有する導電層を有する電子写真用の導電性部材であって、
該ドメインの各々は、第2のゴムの架橋物と導電性粒子とを含んでおり、
該第1のゴムは、該第2のゴムとは異なり、
該導電層の厚み方向の断面に現れる該ドメインの各々の断面積に対する該ドメインの各々が含む該導電性粒子の断面積の割合の平均値をμとし、該割合の標準偏差をσとしたとき、σ/μが、0以上、0.4以下であり、
該μが、20%以上、40%以下であり、かつ、
該導電層の任意の9箇所からサンプリングされる、一辺が9μmの第1の立方体形状のサンプルのうち、少なくとも8個のサンプルは、下記条件(1)を満たすことを特徴とする電子写真用の導電性部材:
条件(1)
1個のサンプルを、27個の、一辺が3μmの単位立方体に区分し、該単位立方体の各々に含まれる前記ドメインの体積Vdを求めたとき、Vdが2.7~10.8μmである単位立方体の数が少なくとも20個であること。
a matrix comprising a crosslinked product of a first rubber;
An electrophotographic conductive member having a conductive layer comprising a plurality of domains dispersed in the matrix, the conductive member comprising:
each of the domains includes a second rubber crosslink and conductive particles;
The first rubber is different from the second rubber,
When μ is the average ratio of the cross-sectional area ratio of the conductive particles contained in each domain to the cross-sectional area of each domain appearing in the cross section in the thickness direction of the conductive layer, and σ is the standard deviation of the ratio. , σ/μ is 0 or more and 0.4 or less,
The μ is 20% or more and 40% or less, and
Of the first cubic samples with a side of 9 μm sampled from any 9 locations of the conductive layer, at least 8 samples satisfy the following condition (1) for electrophotography: Conductive member:
Condition (1)
One sample is divided into 27 unit cubes each having a side of 3 μm, and the volume Vd of the domains contained in each of the unit cubes is found to be 2.7 to 10.8 μm 3 . The number of unit cubes should be at least 20.
前記σ/μが、0以上、0.25以下である請求項1に記載の電子写真用の導電性部材。 2. The conductive member for electrophotography according to claim 1, wherein σ/μ is 0 or more and 0.25 or less. 前記導電層の厚み方向の断面に現れる、該ドメインのうちの、真円度が1以上2未満であるドメインの個数割合が70%以上である請求項1または2に記載の電子写真用の導電性部材。 3. The conductive layer for electrophotography according to claim 1, wherein the number of domains having a circularity of 1 or more and less than 2 out of the domains appearing in the cross section in the thickness direction of the conductive layer is 70% or more. sex material. 前記導電層の厚み方向の断面に現れる前記ドメインの総個数をL1とし、
該ドメインのうち、該断面において測定される面積が3.0×10nm2以上、1.2×10nm2未満であるドメインの個数をL2とし、面積が、1.2×10nm2以上であるドメインの個数をL3、としたとき、
L1、L2及びL3が下記関係式(1)及び(2)を満たす請求項1~3のいずれか一項に記載の電子写真用の導電性部材:
関係式(1)
80≦100×L2/L1≦100;
関係式(2)
0≦100×L3/L1≦20以下。
Let L1 be the total number of the domains appearing in the cross section of the conductive layer in the thickness direction,
Among the domains, L2 is the number of domains having an area of 3.0×10 4 nm 2 or more and less than 1.2×10 5 nm 2 as measured in the cross section, and the area is 1.2×10 5 . When the number of domains with nm 2 or more is L3,
The conductive member for electrophotography according to any one of claims 1 to 3, wherein L1, L2 and L3 satisfy the following relational expressions (1) and (2):
Relational expression (1)
80≦100×L2/L1≦100;
Relational expression (2)
0≦100×L3/L1≦20.
前記電子写真用の導電性部材が、帯電ローラまたは転写ローラであって、
円柱状または円筒状の導電性の基体と、該基体の外周面上の前記導電層とを有する請求項1~4のいずれか一項に記載の電子写真用の導電性部材。
wherein the conductive member for electrophotography is a charging roller or a transfer roller,
5. The conductive member for electrophotography according to claim 1, comprising a columnar or cylindrical conductive base and said conductive layer on the outer peripheral surface of said base.
前記電子写真用の導電性部材が、導電性ブレードであって、
板金と、該板金の少なくとも一部の表面を被覆する前記導電層とを有する請求項1~4のいずれか一項に記載の電子写真用の導電性部材。
The conductive member for electrophotography is a conductive blade,
5. The conductive member for electrophotography according to claim 1, comprising a sheet metal and said conductive layer covering at least a part of the surface of said sheet metal.
前記電子写真用の導電性部材が、現像ローラであって、
円柱状または円筒状の導電性の基体と、該基体の外周面上の前記導電層とを有する請求項1~4のいずれか一項に記載の電子写真用の導電性部材。
The conductive member for electrophotography is a developing roller,
5. The conductive member for electrophotography according to claim 1, comprising a columnar or cylindrical conductive base and said conductive layer on the outer peripheral surface of said base.
請求項5または7に記載の電子写真用の導電性部材の製造方法であって、
(1)前記第1のゴムの原料としての第1の未加硫ゴムと、前記第2のゴムの原料としての第2の未加硫ゴムと、前記導電性粒子とを含む未加硫ゴム混合物を、伸長せん断スクリュウを備えた混練機を用いて混練し、未加硫ゴム混練物を得る工程と
(2)該未加硫ゴム混練物の層を前記導電性の基体の外周面上に形成する工程と
(3)該未加硫ゴム混練物の層中の該第1の未加硫ゴム及び該第2の未加硫ゴムを加硫させて、前記導電層を得る工程と
を有することを特徴とする導電性部材の製造方法。
8. A method for manufacturing an electrophotographic conductive member according to claim 5 or 7 ,
(1) Unvulcanized rubber containing a first unvulcanized rubber as a raw material of the first rubber, a second unvulcanized rubber as a raw material of the second rubber, and the conductive particles (2) a step of kneading the mixture using a kneader equipped with an elongating shear screw to obtain an unvulcanized rubber kneaded material ; and (3) vulcanizing the first unvulcanized rubber and the second unvulcanized rubber in the layer of the unvulcanized rubber mixture to obtain the conductive layer. A method for manufacturing a conductive member, characterized by:
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