JP7621044B2

JP7621044B2 - Charging roll for electrophotographic equipment and method for producing the charging roll for electrophotographic equipment

Info

Publication number: JP7621044B2
Application number: JP2021157996A
Authority: JP
Inventors: 仁宏齋藤; 新平宮川
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2021-09-28
Filing date: 2021-09-28
Publication date: 2025-01-24
Anticipated expiration: 2041-09-28
Also published as: JP2023048583A

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる電子写真機器用帯電ロールおよび電子写真機器用帯電ロールの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a charging roll for electrophotographic equipment suitable for use in electrophotographic equipment such as copying machines, printers, and facsimiles that employ electrophotography, and a method for manufacturing the charging roll for electrophotographic equipment.

電子写真機器の帯電ロールでは、帯電量確保などのために、表層に粗さ形成用粒子を添加するなどして表面に粗さを付与することが行われている。 In electrophotographic equipment charging rolls, roughness is imparted to the surface by adding roughness-forming particles to the surface layer to ensure a sufficient amount of charge.

特開２０１７－０８３７１１号公報JP 2017-083711 A

粗さ形成用粒子などによって付与された帯電ロール表面の粗さは、全周全面において均一にすることは難しく、表面粗さの不均一性により放電ムラが生じ、感光体上の電荷が不均一になるおそれがある。一方で、これまでは、表面粗さがないと、帯電量が十分に確保できないという問題があった。 It is difficult to make the roughness of the charging roll surface, which is imparted by roughness-forming particles, uniform over the entire circumference, and uneven surface roughness can cause uneven discharge, which can lead to uneven charge on the photoconductor. Meanwhile, until now, there has been a problem in that without surface roughness, a sufficient amount of charge cannot be secured.

本発明が解決しようとする課題は、表面粗さに頼ることなく優れた帯電性を発揮するとともに、帯電均一性にも優れた電子写真機器用帯電ロールおよび電子写真機器用帯電ロールの製造方法を提供することにある。 The problem that the present invention aims to solve is to provide a charging roll for electrophotographic devices that exhibits excellent charging properties without relying on surface roughness and also has excellent charging uniformity, and a method for manufacturing a charging roll for electrophotographic devices.

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、を備え、前記弾性体層は、ポリマー成分１００質量部中に、アクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有しており、前記弾性体層の表面粗さＲａが、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であり、前記弾性体層の表面にはカルボニル基が配向して存在しており、高感度反射測定法による赤外分光スペクトルにおけるブタジエン骨格のメチン基の伸縮振動の最大検出ピークに対するカルボニル基の伸縮振動の最大検出ピークの比が１．５以上５．３以下である。 The electrostatic charge roll for electrophotographic equipment according to the present invention comprises a shaft body and an elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, the elastic layer contains 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less of acrylonitrile-butadiene rubber having an acrylonitrile content of 30% by mass or more and 41% by mass or less per 100 parts by mass of polymer components, the surface roughness Ra of the elastic layer is 0.2 μm or more and 1.5 μm or less, carbonyl groups are oriented on the surface of the elastic layer, and the ratio of the maximum detection peak of the stretching vibration of the carbonyl group to the maximum detection peak of the stretching vibration of the methine group of the butadiene skeleton in an infrared spectrum measured by a high sensitivity reflectance measurement method is 1.5 to 5.3.

前記弾性体層は、ポリマー成分としてイソプレンゴムを含有しているとよい。前記弾性体層は、表面粗さを形成する粗さ形成用粒子を含有していないとよい。前記弾性体層は、ＤＢＰ吸収量が７０ｃｍ^３／１００ｇ以上１６０ｃｍ^３／１００ｇ以下であるカーボンブラックを含有しているとよい。前記弾性体層の１Ｖ・１ｋＨｚ印加時の誘電率は、１８０以上８３０以下であるとよい。前記弾性体層の表面のカルボニル基は、前記弾性体層の表面を４３℃以上９２℃以下の温度でコロナ処理することにより配向して存在するとよい。 The elastic layer may contain isoprene rubber as a polymer component. The elastic layer may not contain roughness-forming particles that form surface roughness. The elastic layer may contain carbon black having a DBP absorption of 70 ^cm3 /100g or more and 160 ^cm3 /100g or less. The elastic layer may have a dielectric constant of 180 or more and 830 or less when 1V/1kHz is applied. The carbonyl groups on the surface of the elastic layer may be oriented and exist by subjecting the surface of the elastic layer to a corona treatment at a temperature of 43°C or more and 92°C or less.

そして、本発明に係る電子写真機器用帯電ロールの製造方法は、軸体の外周面上に、ポリマー成分１００質量部中にアクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有し、表面粗さＲａが０．２μｍ以上１．５μｍ以下である弾性体層を形成する工程と、前記弾性体層の表面に４３℃以上９２℃以下の温度でコロナ処理してカルボニル基を配向して存在させる工程と、を有する。 The method for producing a charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention includes the steps of forming an elastic layer on the outer circumferential surface of a shaft, the elastic layer containing 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less of acrylonitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 30% by mass or more and 41% by mass or less per 100 parts by mass of polymer components and having a surface roughness Ra of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less, and performing a corona treatment on the surface of the elastic layer at a temperature of 43°C or more and 92°C or less to orient and present carbonyl groups.

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールによれば、軸体と、前記軸体の外周面上に形成された弾性体層と、を備え、前記弾性体層は、ポリマー成分１００質量部中に、アクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有しており、前記弾性体層の表面粗さＲａが、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であり、前記弾性体層の表面にはカルボニル基が配向して存在しており、高感度反射測定法による赤外分光スペクトルにおけるブタジエン骨格のメチン基の伸縮振動の最大検出ピークに対するカルボニル基の伸縮振動の最大検出ピークの比が１．５以上５．３以下であることから、表面粗さに頼ることなく優れた帯電性を発揮するとともに、帯電均一性にも優れる。 According to the electrophotographic device charging roll of the present invention, the charging roll comprises a shaft body and an elastic layer formed on the outer peripheral surface of the shaft body, the elastic layer contains 5 to 95 parts by mass of acrylonitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 30 to 41% by mass per 100 parts by mass of polymer components, the surface roughness Ra of the elastic layer is 0.2 to 1.5 μm, carbonyl groups are oriented on the surface of the elastic layer, and the ratio of the maximum detection peak of the stretching vibration of the carbonyl group to the maximum detection peak of the stretching vibration of the methine group of the butadiene skeleton in an infrared spectrum measured by a high sensitivity reflection measurement method is 1.5 to 5.3, so that the charging roll exhibits excellent charging properties without relying on surface roughness and also has excellent charging uniformity.

ここで、前記弾性体層が、ポリマー成分としてイソプレンゴムを含有していると、反発弾性が良好となり、高温高湿環境下で圧縮状態に放置されても歪が残りにくく、歪の発生によるスジ画像の発生が抑えられる。 Here, if the elastic layer contains isoprene rubber as a polymer component, the resilience is good, and distortion is unlikely to remain even when left in a compressed state in a high-temperature, high-humidity environment, and the occurrence of streaky images due to distortion is suppressed.

そして、前記弾性体層が、表面粗さを形成する粗さ形成用粒子を含有していないと、前記弾性体層の表面粗さＲａが小さく抑えられるため、表面粗さの不均一性による放電ムラが抑えられやすい。 If the elastic layer does not contain roughness-forming particles that create surface roughness, the surface roughness Ra of the elastic layer can be kept small, making it easier to suppress uneven discharge caused by non-uniform surface roughness.

そして、前記弾性体層が、ＤＢＰ吸収量が７０ｃｍ^３／１００ｇ以上１６０ｃｍ^３／１００ｇ以下であるカーボンブラックを含有していると、弾性体層は、低抵抗で高静電容量を発現することができる。 When the elastic layer contains carbon black having a DBP absorption of 70 cm ³ /100 g or more and 160 cm ³ /100 g or less, the elastic layer can exhibit low resistance and high capacitance.

そして、前記弾性体層の１Ｖ・１ｋＨｚ印加時の誘電率が１８０以上８３０以下であると、静電容量が大きいため、帯電性に優れる。 When the dielectric constant of the elastic layer is 180 or more and 830 or less when 1 V/1 kHz is applied, the electrostatic capacitance is large, resulting in excellent charging properties.

そして、前記弾性体層の表面のカルボニル基は、前記弾性体層の表面を４３℃以上９２℃以下の温度でコロナ処理することにより、配向して存在することができる。 The carbonyl groups on the surface of the elastic layer can be oriented by subjecting the surface of the elastic layer to corona treatment at a temperature of 43°C or higher and 92°C or lower.

そして、本発明に係る電子写真機器用帯電ロールの製造方法によれば、軸体の外周面上に、ポリマー成分１００質量部中にアクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有し、表面粗さＲａが０．２μｍ以上１．５μｍ以下である弾性体層を形成する工程と、前記弾性体層の表面に４３℃以上９２℃以下の温度でコロナ処理してカルボニル基を配向して存在させる工程と、を有することから、表面粗さに頼ることなく優れた帯電性を発揮するとともに、帯電均一性にも優れる電子写真機器用帯電ロールを製造することができる。 The method for producing a charging roll for electrophotographic devices according to the present invention includes the steps of forming an elastic layer on the outer circumferential surface of a shaft, the elastic layer containing 5 to 95 parts by mass of acrylonitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 30 to 41% by mass per 100 parts by mass of polymer components and having a surface roughness Ra of 0.2 to 1.5 μm, and subjecting the surface of the elastic layer to a corona treatment at a temperature of 43 to 92°C to orient and orient carbonyl groups, thereby making it possible to produce a charging roll for electrophotographic devices that exhibits excellent charging properties without relying on surface roughness and also has excellent charging uniformity.

本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ－Ａ線断面図（ｂ）である。1A is a schematic external view of a charging roll for an electrophotographic device according to one embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA thereof.

本発明に係る電子写真機器用帯電ロール（以下、単に帯電ロールということがある。）について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ－Ａ線断面図（ｂ）である。 The charging roll for electrophotographic equipment (hereinafter, simply referred to as the charging roll) according to the present invention will be described in detail. Figure 1 shows (a) a schematic view of the appearance of the charging roll for electrophotographic equipment according to one embodiment of the present invention, and (b) a cross-sectional view taken along line A-A.

帯電ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周面上に形成された弾性体層１４と、を備える。弾性体層１４は、帯電ロール１０のベースとなる層（基層）である。弾性体層１４は、帯電ロール１０の表面に現れる層となっている。 The charged roll 10 comprises a shaft 12 and an elastic layer 14 formed on the outer peripheral surface of the shaft 12. The elastic layer 14 is a layer (base layer) that serves as the base of the charged roll 10. The elastic layer 14 is a layer that appears on the surface of the charged roll 10.

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。つまり、弾性体層１４は、接着剤層（プライマー層）を介して軸体１２に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行っても良い。 The shaft body 12 is not particularly limited as long as it is conductive. Specific examples include a core bar made of a solid or hollow body made of a metal such as iron, stainless steel, or aluminum. The surface of the shaft body 12 may be coated with an adhesive, primer, or the like as needed. In other words, the elastic layer 14 may be adhered to the shaft body 12 via an adhesive layer (primer layer). The adhesive, primer, or the like may be made conductive as needed.

弾性体層１４は、ポリマー成分を含有している。弾性体層１４は、ポリマー成分１００質量部中に、アクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を５質量部以上９５質量部以下含有している。 The elastic layer 14 contains a polymer component. The elastic layer 14 contains 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less of acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) with an acrylonitrile content of 30% by mass or more and 41% by mass or less per 100 parts by mass of the polymer component.

弾性体層１４は、ポリマー成分としてＮＢＲを含有しているため、低抵抗とすることができる。また、後述するコロナ処理によって、弾性体層１４の表面にカルボニル基を形成することができる。そして、弾性体層１４の表面のカルボニル基を配向して存在させることで、カルボニル基の双極子効果により静電容量を大きくすることができ、帯電性を向上することができる。弾性体層１４において、ＮＢＲ量やＮＢＲのアクリロニトリル量は、後述するコロナ処理によって発生するカルボニル基の量に影響する。 The elastic layer 14 contains NBR as a polymer component, and therefore can have low resistance. In addition, carbonyl groups can be formed on the surface of the elastic layer 14 by the corona treatment described below. By orienting the carbonyl groups on the surface of the elastic layer 14, the dipole effect of the carbonyl groups can increase the electrostatic capacitance and improve the charging properties. In the elastic layer 14, the amount of NBR and the amount of acrylonitrile in the NBR affect the amount of carbonyl groups generated by the corona treatment described below.

弾性体層１４において、ＮＢＲ量が少なすぎると、後述するコロナ処理によって発生するカルボニル基の量が不足して帯電性の向上効果が十分に得られない。このため、弾性体層１４において、ＮＢＲの含有量は、ポリマー成分１００質量部中に、５質量部以上とする。また、この観点から、ＮＢＲの含有量は、ポリマー成分１００質量部中に、好ましくは１０質量部以上、より好ましくは１５質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上とするとよい。一方で、弾性体層１４において、ＮＢＲ量が多すぎると、後述するコロナ処理によって発生するカルボニル基の量が多くなりすぎて、高温高湿条件下で帯電しすぎて画像が悪化（白スジが発生）する。このため、弾性体層１４において、ＮＢＲの含有量は、ポリマー成分１００質量部中に、９５質量部以下とする。また、この観点から、ＮＢＲの含有量は、ポリマー成分１００質量部中に、好ましくは９０質量部以下、より好ましくは８０質量部以下、さらに好ましくは７０質量部以下とするとよい。 If the amount of NBR in the elastic layer 14 is too small, the amount of carbonyl groups generated by the corona treatment described later will be insufficient, and the effect of improving the charging property will not be sufficiently obtained. For this reason, the content of NBR in the elastic layer 14 is set to 5 parts by mass or more in 100 parts by mass of the polymer component. From this point of view, the content of NBR is preferably 10 parts by mass or more, more preferably 15 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more in 100 parts by mass of the polymer component. On the other hand, if the amount of NBR in the elastic layer 14 is too large, the amount of carbonyl groups generated by the corona treatment described later will be too large, and the image will deteriorate (white streaks will occur) due to excessive charging under high temperature and high humidity conditions. For this reason, the content of NBR in the elastic layer 14 is set to 95 parts by mass or less in 100 parts by mass of the polymer component. From this viewpoint, the content of NBR is preferably 90 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less, and even more preferably 70 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the polymer component.

また、弾性体層１４において、ＮＢＲのアクリロニトリル量が少なすぎると、後述するコロナ処理によって発生するカルボニル基の量が多くなりすぎて、高温高湿条件下で帯電しすぎて画像が悪化（白スジが発生）する。このため、ＮＢＲのアクリロニトリル量は、３０質量％以上とする。また、この観点から、ＮＢＲのアクリロニトリル量は、好ましくは３３質量％以上である。一方で、ＮＢＲのアクリロニトリル量が多すぎると、後述するコロナ処理によって発生するカルボニル基の量が不足して帯電性の向上効果が十分に得られない。また、反発弾性が低下しやすくなり、圧縮永久歪が低下する。このため、ＮＢＲのアクリロニトリル量は、４１質量％以下とする。また、この観点から、ＮＢＲのアクリロニトリル量は、好ましくは４０質量％以下、さらに好ましくは３８質量％以下である。 In addition, if the amount of acrylonitrile in the NBR in the elastic layer 14 is too small, the amount of carbonyl groups generated by the corona treatment described later will be too large, and the image will deteriorate (white stripes will occur) due to excessive charging under high temperature and high humidity conditions. For this reason, the amount of acrylonitrile in the NBR is 30% by mass or more. From this perspective, the amount of acrylonitrile in the NBR is preferably 33% by mass or more. On the other hand, if the amount of acrylonitrile in the NBR is too large, the amount of carbonyl groups generated by the corona treatment described later will be insufficient, and the effect of improving the charging property will not be sufficiently obtained. In addition, the rebound resilience will tend to decrease, and the compression set will decrease. For this reason, the amount of acrylonitrile in the NBR is 41% by mass or less. From this perspective, the amount of acrylonitrile in the NBR is preferably 40% by mass or less, more preferably 38% by mass or less.

弾性体層１４においては、上述のように、弾性体層１４の表面に所定量のカルボニル基を配向して存在させることで静電容量の増大と帯電性の向上を図ることができるため、従来のように、表面粗さに頼らずとも優れた帯電性を発揮することができる。したがって、弾性体層１４においては、積極的に表面粗さを付与することは不要である。そして、弾性体層１４の表面粗さが小さいことで、放電ムラが抑えられるため、弾性体層１４の帯電性をより均一にすることができる。この観点から、弾性体層１４の表面粗さＲａは、１．５μｍ以下とするとよい。より好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．７μｍ以下である。一方で、弾性体層１４の表面が平滑すぎると、感光体との接地面積が大きくなりすぎて、感光体との摺擦で表面が削れやすくなり、後述するコロナ処理によって発生したカルボニル基が摩耗によって消失し、帯電性が低下する。この観点から、弾性体層１４の表面粗さＲａは、０．２μｍ以上とするとよい。より好ましくは０．３μｍ以上である。 As described above, in the elastic layer 14, the electrostatic capacitance can be increased and the charging property can be improved by orienting a predetermined amount of carbonyl groups on the surface of the elastic layer 14, so that excellent charging property can be exhibited without relying on surface roughness as in the past. Therefore, it is not necessary to actively impart surface roughness to the elastic layer 14. And, since the surface roughness of the elastic layer 14 is small, discharge unevenness can be suppressed, so that the charging property of the elastic layer 14 can be made more uniform. From this viewpoint, the surface roughness Ra of the elastic layer 14 is preferably 1.5 μm or less. More preferably, it is 1.0 μm or less, and even more preferably, it is 0.7 μm or less. On the other hand, if the surface of the elastic layer 14 is too smooth, the contact area with the photoconductor becomes too large, and the surface is easily scraped by rubbing with the photoconductor, and the carbonyl groups generated by the corona treatment described later disappear due to wear, and the charging property decreases. From this viewpoint, the surface roughness Ra of the elastic layer 14 is preferably 0.2 μm or more. More preferably, it is 0.3 μm or more.

また、弾性体層１４の表面粗さを小さくするなどの観点から、弾性体層１４は、表面粗さを形成する粗さ形成用粒子を含有していないことが好ましい。また、ロール表面の表面粗さを小さくするなどの観点から、弾性体層１４の外周面上に別の層である表層を形成してその表層中に表面粗さを形成する粗さ形成用粒子を含有させることも好ましくない。 In addition, from the viewpoint of reducing the surface roughness of the elastic layer 14, it is preferable that the elastic layer 14 does not contain roughness-forming particles that form surface roughness. In addition, from the viewpoint of reducing the surface roughness of the roll surface, it is also not preferable to form a separate surface layer on the outer peripheral surface of the elastic layer 14 and to contain roughness-forming particles that form surface roughness in that surface layer.

弾性体層１４の表面には、所定量のカルボニル基が配向して存在している。弾性体層１４の表面において、カルボニル基の存在量は、赤外分光分析（ＩＲ分析）によって定量することができる。また、カルボニル基が配向して存在していることは、高感度反射測定法による赤外分光分析（ＩＲ－ＲＡＳ分析）によって確認することができる。 A certain amount of carbonyl groups are oriented on the surface of the elastic layer 14. The amount of carbonyl groups on the surface of the elastic layer 14 can be quantified by infrared spectroscopy (IR analysis). The oriented presence of carbonyl groups can also be confirmed by infrared spectroscopy using a high-sensitivity reflectance measurement method (IR-RAS analysis).

高感度反射測定法による赤外分光スペクトルにおけるブタジエン骨格のメチン基の伸縮振動の最大検出ピークに対するカルボニル基の伸縮振動の最大検出ピークの比は、１．５以上であるとよい。上記ピーク比が１．５以上であると、カルボニル基の量および配向のいずれの点においても十分で、カルボニル基の双極子効果により静電容量を大きくすることができ、帯電性を向上することができる。また、この観点から、上記ピーク比は、より好ましくは１．７以上、さらに好ましくは２．０以上である。一方、上記ピーク比が大きすぎるものは、カルボニル基の量が過剰であり、高温高湿条件下で帯電しすぎて画像が悪化（白スジが発生）する。したがって、この観点から、上記ピーク比は、５．３以下であるとよい。より好ましくは５．０以下、さらに好ましくは４．０以下である。 The ratio of the maximum detection peak of the stretching vibration of the carbonyl group to the maximum detection peak of the stretching vibration of the methine group of the butadiene skeleton in the infrared spectrum by the high sensitivity reflection measurement method is preferably 1.5 or more. If the peak ratio is 1.5 or more, both the amount and orientation of the carbonyl group are sufficient, and the electrostatic capacitance can be increased by the dipole effect of the carbonyl group, thereby improving the charging property. From this viewpoint, the peak ratio is more preferably 1.7 or more, and even more preferably 2.0 or more. On the other hand, if the peak ratio is too large, the amount of carbonyl groups is excessive, and the image deteriorates (white stripes occur) due to excessive charging under high temperature and high humidity conditions. Therefore, from this viewpoint, the peak ratio is preferably 5.3 or less. More preferably, it is 5.0 or less, and even more preferably, it is 4.0 or less.

弾性体層１４の表面に、所定量のカルボニル基が配向して存在していることで、弾性体層１４の誘電率が大きくなる。弾性体層１４の誘電率は、１８０以上であるとよい。また、弾性体層１４の誘電率は、好ましくは２００以上、より好ましくは２５０以上、さらに好ましくは３００以上である。一方で、弾性体層１４の表面の配向するカルボニル基の量が多くなるにつれて、弾性体層１４の誘電率も高くなる。高温高湿条件下で帯電しすぎるのを抑えるため、所定量のカルボニル基量とする観点から、弾性体層１４の誘電率は、８３０以下であるとよい。また、弾性体層１４の誘電率は、好ましくは８００以下、より好ましくは７００以下、さらに好ましくは６００以下である。弾性体層１４の誘電率は、１Ｖ・１ｋＨｚ印加時の値で表すことができる。 The dielectric constant of the elastic layer 14 increases due to the presence of a predetermined amount of carbonyl groups oriented on the surface of the elastic layer 14. The dielectric constant of the elastic layer 14 is preferably 180 or more. The dielectric constant of the elastic layer 14 is preferably 200 or more, more preferably 250 or more, and even more preferably 300 or more. On the other hand, as the amount of oriented carbonyl groups on the surface of the elastic layer 14 increases, the dielectric constant of the elastic layer 14 also increases. In order to prevent excessive charging under high temperature and high humidity conditions, from the viewpoint of having a predetermined amount of carbonyl groups, the dielectric constant of the elastic layer 14 is preferably 830 or less. The dielectric constant of the elastic layer 14 is preferably 800 or less, more preferably 700 or less, and even more preferably 600 or less. The dielectric constant of the elastic layer 14 can be expressed as a value when 1V/1kHz is applied.

弾性体層１４の表面のカルボニル基は、特定量のアクリロニトリルを含むＮＢＲを特定量含有する弾性体層の表面を特定の温度範囲内でコロナ処理することにより、配向して存在させることができる。コロナ処理は、弾性体層１４のポリマー成分のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度状態において行うとよい。コロナ処理における設定温度（雰囲気温度）が弾性体層１４のポリマー成分のガラス転移温度（Ｔｇ）よりも低い温度であると、弾性体層１４の表面にカルボニル基を発生させることはできても、発生したカルボニル基を配向させることができない。この観点から、コロナ処理における設定温度は、４３℃以上であるとよい。より好ましくは５０℃以上である。一方で、コロナ処理における設定温度が高すぎると、熱エネルギーによる緩和の影響で、発生したカルボニル基を配向させることができない。この観点から、コロナ処理における設定温度は、９２℃以下であるとよい。より好ましくは９０℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。 The carbonyl groups on the surface of the elastic layer 14 can be oriented by subjecting the surface of the elastic layer containing a specific amount of NBR containing a specific amount of acrylonitrile to corona treatment within a specific temperature range. The corona treatment is preferably performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer component of the elastic layer 14. If the set temperature (ambient temperature) in the corona treatment is lower than the glass transition temperature (Tg) of the polymer component of the elastic layer 14, the carbonyl groups can be generated on the surface of the elastic layer 14, but the generated carbonyl groups cannot be oriented. From this perspective, the set temperature in the corona treatment is preferably 43°C or higher. More preferably, it is 50°C or higher. On the other hand, if the set temperature in the corona treatment is too high, the generated carbonyl groups cannot be oriented due to the effect of relaxation caused by thermal energy. From this perspective, the set temperature in the corona treatment is preferably 92°C or lower. More preferably, it is 90°C or lower, and even more preferably, it is 80°C or lower.

弾性体層１４は、ポリマー成分として、さらにイソプレンゴム（ＩＲ）を含有しているとよい。弾性体層１４がポリマー成分としてイソプレンゴムを含有していると、反発弾性が良好となり、高温高湿環境下で圧縮状態に放置されても歪が残りにくく、歪の発生によるスジ画像の発生が抑えられる。イソプレンゴム（ＩＲ）の含有量としては、弾性体層１４のポリマー成分１００質量部中に、５質量部以上９５質量部以下が好ましい。 The elastic layer 14 may further contain isoprene rubber (IR) as a polymer component. When the elastic layer 14 contains isoprene rubber as a polymer component, the elastic layer 14 has good resilience, and distortion is unlikely to remain even when the elastic layer 14 is left in a compressed state in a high-temperature, high-humidity environment, suppressing the occurrence of streaky images due to distortion. The content of isoprene rubber (IR) is preferably 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polymer component of the elastic layer 14.

弾性体層１４は、低抵抗の観点から、導電剤を含むことが好ましい。導電剤としては、電子導電剤、イオン導電剤などが挙げられる。導電剤としては、電子導電剤が好ましい。電子導電剤のうちでも、カーボンブラックが特に好ましい。 From the viewpoint of low resistance, it is preferable that the elastic layer 14 contains a conductive agent. Examples of the conductive agent include an electronic conductive agent and an ionic conductive agent. The conductive agent is preferably an electronic conductive agent. Of the electronic conductive agents, carbon black is particularly preferable.

弾性体層１４において、カーボンブラックは、１種のみ含まれるものであってもよいし、２種以上含まれるものであってもよい。弾性体層１４において、１種のみのカーボンブラックが含まれると、抵抗の均一性が向上する。 The elastic layer 14 may contain only one type of carbon black, or may contain two or more types. When the elastic layer 14 contains only one type of carbon black, the uniformity of the resistance is improved.

弾性体層１４において、カーボンブラックは、ＤＢＰ吸収量の比較的大きいものが好ましい。ＤＢＰ吸収量の多いカーボンブラックは、誘電体として電荷を貯める機能を有する。これにより、帯電性を向上させやすい。一方で、ＤＢＰ吸収量が多すぎると、放電性が低下しやすい。この観点から、カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、７０ｃｍ^３／１００ｇ以上１６０ｃｍ^３／１００ｇ以下であるとよい。カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、ＪＩＳＫ６２２１に準拠してカーボンブラック１００ｇが吸収するＤＢＰ（ジブチルフタレート）量から算出される。 In the elastic layer 14, the carbon black preferably has a relatively large DBP absorption. Carbon black with a large DBP absorption has the function of storing electric charge as a dielectric. This makes it easier to improve charging properties. On the other hand, if the DBP absorption is too large, the discharge properties tend to decrease. From this viewpoint, the DBP absorption of carbon black is preferably 70 cm ³ /100 g or more and 160 cm ³ /100 g or less. The DBP absorption of carbon black is calculated from the amount of DBP (dibutyl phthalate) absorbed by 100 g of carbon black in accordance with JIS K6221.

カーボンブラックのＤＢＰ吸収量は、静電容量の向上の観点から、より好ましくは１２０ｃｍ^３／１００ｇ以上である。また、放電性の向上の観点から、より好ましくは１５０ｃｍ^３／１００ｇ以下、さらに好ましくは１４０ｃｍ^３／１００ｇ以下である。 From the viewpoint of improving capacitance, the DBP absorption of carbon black is more preferably 120 cm ³ /100 g or more, and from the viewpoint of improving dischargeability, it is more preferably 150 cm ³ /100 g or less, and further preferably 140 cm ³ /100 g or less.

ＤＢＰ吸収量の多いカーボンブラックは、誘電体として電荷を貯める機能に優れるなどの観点から、比較的、高抵抗であることが好ましい。この観点から、カーボンブラックは、比較的、比表面積が小さく、粒径が大きいものが好ましい。具体的には、カーボンブラックは、比表面積が２５ｍ^２／ｇ以上７５ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。また、平均粒径が３５ｎｍ以上７５ｎｍ以下であることが好ましい。カーボンブラックの比表面積は、より好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上７０ｍ^２／ｇ以下、さらに好ましくは３０ｍ^２／ｇ以上６０ｍ^２／ｇ以下である。カーボンブラックの平均粒径は、より好ましくは４０ｎｍ以上７０ｎｍ以下、さらに好ましくは４０ｎｍ以上６０ｎｍ以下である。カーボンブラックの平均粒径が３５ｎｍ以上７５ｎｍ以下であると、カーボンブラックの比表面積を好適範囲にしやすく、カーボンブラックを高抵抗にしやすい。 Carbon black with a large DBP absorption amount is preferably relatively high resistance from the viewpoint of excellent function of storing electric charge as a dielectric. From this viewpoint, carbon black is preferably relatively small in specific surface area and large in particle size. Specifically, carbon black is preferably 25 m ² /g or more and 75 m ² /g or less in specific surface area. Also, it is preferable that the average particle size is 35 nm or more and 75 nm or less. The specific surface area of carbon black is more preferably 30 m 2 /g or more and 70 m ² /g or less, and further preferably 30 m ² /g or more and 60 ^{m 2} ^/ g or less in specific surface area. The average particle size of carbon black is more preferably 40 nm or more and 70 nm or less, and further preferably 40 nm or more and 60 nm or less in specific surface area. When the average particle size of carbon black is 35 nm or more and 75 nm or less, it is easy to set the specific surface area of carbon black in a suitable range, and it is easy to make carbon black high resistance.

カーボンブラックの比表面積は、ＢＥＴ法にて測定される値である。カーボンブラックの平均粒径は、カーボンブラックを電子顕微鏡で観察して求めた算術平均径で表される。 The specific surface area of carbon black is a value measured by the BET method. The average particle size of carbon black is expressed as the arithmetic mean diameter obtained by observing carbon black under an electron microscope.

カーボンブラックの含有量は、静電容量を確保しやすいなどの観点から、弾性体層１４に含まれるポリマー成分１００質量部に対し、５質量部以上であることが好ましい。より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上である。また、カーボンブラックの含有量は、放電不足を抑えやすいなどの観点から、弾性体層１４に含まれるポリマー成分１００質量部に対し、７５質量部以下であることが好ましい。より好ましくは７０質量部以下、さらに好ましくは６０質量部以下である。そして、弾性体層１４に含まれるポリマー成分１００質量部に対し、カーボンブラックの含有量が５質量部以上７５質量部以下であると、静電容量を好適範囲に維持しやすい。 From the viewpoint of easily securing the capacitance, the carbon black content is preferably 5 parts by mass or more per 100 parts by mass of the polymer component contained in the elastic layer 14. More preferably, it is 10 parts by mass or more, and even more preferably, it is 20 parts by mass or more. Also, from the viewpoint of easily suppressing the discharge shortage, the carbon black content is preferably 75 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polymer component contained in the elastic layer 14. More preferably, it is 70 parts by mass or less, and even more preferably, it is 60 parts by mass or less. And, when the carbon black content is 5 parts by mass or more and 75 parts by mass or less per 100 parts by mass of the polymer component contained in the elastic layer 14, the capacitance is easily maintained within a suitable range.

弾性体層１４には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。 Various additives may be added to the elastic layer 14 as necessary. Examples of additives include lubricants, vulcanization accelerators, antioxidants, light stabilizers, viscosity modifiers, processing aids, flame retardants, plasticizers, foaming agents, fillers, dispersants, defoamers, pigments, and mold release agents.

弾性体層１４の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて０．１～１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。 The thickness of the elastic layer 14 is not particularly limited and may be set appropriately within the range of 0.1 to 10 mm depending on the application.

帯電ロール１０は、弾性体層の外周面に形成したカルボニル基を覆わないため、弾性体層とは別の層（表層、保護層）を弾性体層の外周面上に形成しないことがよい。 The charging roll 10 does not cover the carbonyl groups formed on the outer peripheral surface of the elastic layer, so it is preferable not to form a layer (surface layer, protective layer) separate from the elastic layer on the outer peripheral surface of the elastic layer.

帯電ロール１０は、軸体の外周面上に弾性体層１４を形成し、軸体の外周面に所定の温度条件下でコロナ処理することにより、製造することができる。 The charging roll 10 can be manufactured by forming an elastic layer 14 on the outer circumferential surface of the shaft body and subjecting the outer circumferential surface of the shaft body to corona treatment under specified temperature conditions.

弾性体層１４は、次のようにして形成することができる。まず、軸体をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋の弾性体層形成用組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するか、あるいは、軸体の表面に未架橋の弾性体層形成用組成物を押出成形するなどにより、軸体の外周に弾性体層１４を形成することができる。 The elastic layer 14 can be formed as follows. First, the shaft is placed coaxially in the hollow portion of a roll molding die, and an uncrosslinked elastic layer forming composition is injected and heated and cured (crosslinked), after which the composition is demolded, or the uncrosslinked elastic layer forming composition is extruded onto the surface of the shaft, thereby forming the elastic layer 14 on the outer periphery of the shaft.

弾性体層形成用組成物は、ポリマー成分１００質量部中にアクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有する組成物で構成される。 The composition for forming the elastic layer is composed of a composition containing 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less of acrylonitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 30% by mass or more and 41% by mass or less per 100 parts by mass of the polymer component.

弾性体層１４は、表面粗さの影響による均一性の低下を抑えるため、表面粗さＲａを小さくするように成形する。具体的には、表面粗さＲａは０．２μｍ以上１．５μｍ以下となるようにする。 The elastic layer 14 is molded to have a small surface roughness Ra in order to prevent a decrease in uniformity due to the influence of surface roughness. Specifically, the surface roughness Ra is set to be 0.2 μm or more and 1.5 μm or less.

コロナ処理は、上記するように、弾性体層１４のポリマー成分のガラス転移温度（Ｔｇ）以上の温度状態において行うとよい。コロナ処理における設定温度は、４３℃以上であるとよい。より好ましくは５０℃以上である。また、コロナ処理における設定温度は、９２℃以下であるとよい。より好ましくは９０℃以下、さらに好ましくは８０℃以下である。 As described above, the corona treatment is preferably performed at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the polymer component of the elastic layer 14. The temperature set for the corona treatment is preferably 43°C or higher, and more preferably 50°C or higher. The temperature set for the corona treatment is preferably 92°C or lower, and more preferably 90°C or lower, and even more preferably 80°C or lower.

以上の構成の帯電ロール１０によれば、弾性体層１４が、ポリマー成分１００質量部中に、アクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有し、弾性体層１４の表面粗さＲａが、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であり、弾性体層１４の表面にはカルボニル基が配向して存在しており、高感度反射測定法による赤外分光スペクトルにおけるブタジエン骨格のメチン基の伸縮振動の最大検出ピークに対するカルボニル基の伸縮振動の最大検出ピークの比が１．５以上５．３以下であることから、表面粗さに頼ることなく優れた帯電性を発揮するとともに、帯電均一性にも優れる。 According to the charging roll 10 having the above configuration, the elastic layer 14 contains 5 to 95 parts by mass of acrylonitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 30 to 41% by mass per 100 parts by mass of polymer components, the surface roughness Ra of the elastic layer 14 is 0.2 to 1.5 μm, the carbonyl groups are oriented on the surface of the elastic layer 14, and the ratio of the maximum detection peak of the stretching vibration of the carbonyl group to the maximum detection peak of the stretching vibration of the methine group of the butadiene skeleton in the infrared spectrum measured by the high sensitivity reflectance measurement method is 1.5 to 5.3, so that the charging roll 10 exhibits excellent charging properties without relying on surface roughness and also has excellent charging uniformity.

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。 The present invention will be described in detail below using examples and comparative examples.

（実施例１）
＜弾性体層形成用組成物の調製＞
ＮＢＲ＜２＞５質量部に対し、カーボンブラック（ＣＢ）＜１＞を１０質量部配合し、これらを攪拌機により撹拌、混合した。次いで、イソプレンゴム（ＩＲ）９５質量部、過酸化物架橋剤５質量部、加硫助剤３質量部、触媒３質量部を配合し、これらを攪拌機により撹拌、混合して、弾性体層形成用組成物を調製した。 Example 1
<Preparation of Elastic Layer-Forming Composition>
10 parts by mass of carbon black (CB) <1> was blended with 5 parts by mass of NBR <2>, and these were stirred and mixed with a stirrer. Next, 95 parts by mass of isoprene rubber (IR), 5 parts by mass of peroxide crosslinking agent, 3 parts by mass of vulcanization aid, and 3 parts by mass of catalyst were blended, and these were stirred and mixed with a stirrer to prepare a composition for forming an elastic layer.

＜弾性体層の作製＞
成形金型（パイプ状）に芯金（直径８ｍｍ）をセットし、弾性体層形成用組成物を注入し、１８０℃で３０分加熱した後、冷却、脱型して、芯金の外周に、厚さ１．９ｍｍの弾性体層を成形した。 <Preparation of Elastic Layer>
A core bar (diameter 8 mm) was set in a molding die (pipe-shaped), the composition for forming the elastic layer was injected, and the die was heated at 180°C for 30 minutes. The die was then cooled and demolded to form an elastic layer 1.9 mm thick around the outer periphery of the core bar.

＜コロナ処理＞
作製した弾性体層の外周面に、設定温度（雰囲気温度）５５℃の条件下で、コロナ処理を行った（出力：２０ｋＨｚ・１０ｋＶ、処理時間：３０秒）。以上により、実施例１の帯電ロールを作製した。実施例１の帯電ロールは、軸体（芯金）の外周面上に弾性体層を有し、弾性体層の外周面に所定の温度でコロナ処理が施されているものである。弾性体層が、表面に現れる層である。弾性体層の外周面上には、通常の表層（保護層）は形成されていない。 <Corona treatment>
The outer peripheral surface of the produced elastic layer was subjected to corona treatment under the condition of a set temperature (ambient temperature) of 55°C (output: 20 kHz, 10 kV, treatment time: 30 seconds). In this manner, the charging roll of Example 1 was produced. The charging roll of Example 1 has an elastic layer on the outer peripheral surface of a shaft (core metal), and the outer peripheral surface of the elastic layer is subjected to corona treatment at a predetermined temperature. The elastic layer is the layer that appears on the surface. A normal surface layer (protective layer) is not formed on the outer peripheral surface of the elastic layer.

（実施例２～４、７～１１）
弾性体層形成用組成物を表１に示す組成に変更した以外は実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。 (Examples 2 to 4, 7 to 11)
A charging roll was produced in the same manner as in Example 1, except that the composition for forming the elastic layer was changed to the composition shown in Table 1.

（実施例５～６）
弾性体層形成用組成物を表１に示す組成に変更し、コロナ処理温度を表１に示す設定温度に変更した以外は実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。 (Examples 5 to 6)
A charging roll was produced in the same manner as in Example 1, except that the composition for forming the elastic layer was changed to the composition shown in Table 1, and the corona treatment temperature was changed to the set temperature shown in Table 1.

（実施例１２～１３）
表１に示す組成の弾性体層を成形した後、研磨処理を施し、所定の表面粗さを形成した以外は実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。 (Examples 12 to 13)
A charging roll was produced in the same manner as in Example 1, except that an elastic layer having the composition shown in Table 1 was molded and then polished to give a predetermined surface roughness.

（比較例１～４）
弾性体層形成用組成物を表２に示す組成に変更した以外は実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。比較例１は、弾性体層のポリマー成分がＮＢＲのみで構成され、比較例２は弾性体層のポリマー成分がＩＲのみで構成されている。 (Comparative Examples 1 to 4)
A charging roll was produced in the same manner as in Example 1, except that the composition for forming the elastic layer was changed to the composition shown in Table 2. In Comparative Example 1, the polymer component of the elastic layer was composed only of NBR, and in Comparative Example 2, the polymer component of the elastic layer was composed only of IR.

（比較例５）
表２に示す組成の弾性体層を成形した後、弾性体層の外周面にコロナ処理を行わないで、弾性体層の外周面上に、下記に示す組成の厚さ１．０μｍの表層を形成した。以上により、比較例５の帯電ロールを作製した。 (Comparative Example 5)
After forming an elastic layer having the composition shown in Table 2, a surface layer having a thickness of 1.0 μm and having the composition shown below was formed on the outer peripheral surface of the elastic layer without performing a corona treatment on the outer peripheral surface of the elastic layer. In this manner, the charging roll of Comparative Example 5 was produced.

＜表層形成用組成物の調製＞
粗さ形成用粒子とバインダーポリマーとを配合し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）２００質量部を加え、所定の攪拌速度で混合攪拌することにより、表層形成用組成物を調製した。
・バインダーポリマー（アクリル）：ＤＩＣ製「アクリディックＡ－１３００」
・粗さ形成用粒子（ＰＵ）：根上工業製「アートパールＣ－６００透明」平均粒径１０μｍ <Preparation of Composition for Forming Surface Layer>
The roughness-forming particles and the binder polymer were mixed, 200 parts by mass of methyl ethyl ketone (MEK) was added, and the mixture was mixed and stirred at a predetermined stirring speed to prepare a composition for forming a surface layer.
・Binder polymer (acrylic): DIC "Acrydic A-1300"
・Roughness forming particles (PU): Negami Chemical Industries "Art Pearl C-600 transparent" average particle size 10 μm

（比較例６～８）
弾性体層形成用組成物を表２に示す組成に変更し、コロナ処理温度を表２に示す設定温度に変更した以外は実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。 (Comparative Examples 6 to 8)
A charging roll was produced in the same manner as in Example 1, except that the composition for forming the elastic layer was changed to the composition shown in Table 2, and the corona treatment temperature was changed to the set temperature shown in Table 2.

（比較例９）
表２に示す組成の弾性体層を成形した後、弾性体層の外周面にコロナ処理を行わないで、弾性体層の外周面上に表層を形成しないで、比較例９の帯電ロールとした。 (Comparative Example 9)
After forming an elastic layer having the composition shown in Table 2, the outer peripheral surface of the elastic layer was not subjected to corona treatment, and no surface layer was formed on the outer peripheral surface of the elastic layer, to obtain the charging roll of Comparative Example 9.

（比較例１０～１１）
表２に示す組成の弾性体層を成形した後、研磨処理を施し、所定の表面粗さを形成した以外は実施例１と同様にして、帯電ロールを作製した。 (Comparative Examples 10 to 11)
A charging roll was produced in the same manner as in Example 1, except that an elastic layer having the composition shown in Table 2 was molded and then polished to give a predetermined surface roughness.

弾性体層形成用組成物の材料として、以下の材料を準備した。
（ベースポリマー）
・ＮＢＲ＜１＞（ＡＮ量３３質量％）：日本ゼオン製「ＮｉｐｏｌＤＮ１０１Ｌ」
・ＮＢＲ＜２＞（ＡＮ量４０質量％）：日本ゼオン製「ＮｉｐｏｌＤＮ３３５０」
・ＮＢＲ＜３＞（ＡＮ量２８質量％）：日本ゼオン製「ＮｉｐｏｌＤＮ２８８０」
・ＮＢＲ＜４＞（ＡＮ量４２．５質量％）：日本ゼオン製「ＮｉｐｏｌＤＮ４０５０」
・ＩＲ：日本ゼオン製「ＮｉｐｏｌＩＲ２２００」
（カーボンブラック）
・ＣＢ＜１＞（ＤＢＰ吸収量７０ｍｌ／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積１８０ｍ^２／ｇ、平均粒径２５ｎｍ）：オリオンエンジニアドカーボンズ製「ＳｐｅｃｉａｌＢｌａｃｋ４」
・ＣＢ＜２＞（ＤＢＰ吸収量１６０ｍｌ／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積７５ｍ^２／ｇ、平均粒径３５ｎｍ）：デンカ製「デンカブラック」
・ＣＢ＜３＞（ＤＢＰ吸収量５８ｍｌ／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積１８０ｍ^２／ｇ、平均粒径１８ｎｍ）：三菱化学製「♯１０００」
・ＣＢ＜４＞（ＤＢＰ吸収量１７５ｍｌ／１００ｇ、ＢＥＴ比表面積１６５ｍ^２／ｇ、平均粒径２１ｎｍ）：三菱化学製「♯３４００Ｂ」 As materials for the elastic layer forming composition, the following materials were prepared.
(Base polymer)
NBR<1> (AN content 33% by mass): "Nipol DN101L" manufactured by Nippon Zeon
・NBR<2> (AN content 40% by mass): “Nipol DN3350” manufactured by Nippon Zeon
・NBR <3> (AN amount 28% by mass): “Nipol DN2880” manufactured by Nippon Zeon
NBR<4> (AN content 42.5% by mass): "Nipol DN4050" manufactured by Nippon Zeon
・IR: Nippon Zeon "Nipol IR2200"
(Carbon Black)
CB<1> (DBP absorption capacity 70 ml/100 g, BET specific surface area 180 m ² /g, average particle size 25 nm): "Special Black 4" manufactured by Orion Engineered Carbons
CB<2> (DBP absorption capacity 160 ml/100 g, BET specific surface area 75 m ² /g, average particle size 35 nm): "Denka Black" manufactured by Denka
CB<3> (DBP absorption capacity 58 ml/100 g, BET specific surface area 180 m ² /g, average particle size 18 nm): "#1000" manufactured by Mitsubishi Chemical
CB<4> (DBP absorption capacity 175 ml/100 g, BET specific surface area 165 m ² /g, average particle size 21 nm): "#3400B" manufactured by Mitsubishi Chemical

作製した帯電ロールの弾性体層の表面粗さＲａ、誘電率を測定した。また、作製した帯電ロールの弾性体層の外周面におけるカルボニル基の量と配向を調べるため、赤外分光分析（ＩＲ）を行った。また、作製した帯電ロールについて、帯電性能（ＬＬ帯電性、ＨＨ帯電性、帯電均一性）を評価した。さらに、作製した帯電ロールの弾性体層について、圧縮永久歪試験を行った。これらの結果を以下の表に示す。 The surface roughness Ra and dielectric constant of the elastic layer of the produced charging roll were measured. In addition, infrared spectroscopy (IR) was performed to examine the amount and orientation of carbonyl groups on the outer peripheral surface of the elastic layer of the produced charging roll. The charging performance (LL charging property, HH charging property, charging uniformity) of the produced charging roll was also evaluated. Furthermore, a compression set test was performed on the elastic layer of the produced charging roll. These results are shown in the table below.

（表面粗さＲａ）
弾性体層の両端からそれぞれ軸方向内側５ｍｍの位置および軸方向中央の３つの位置において、それぞれの位置の外周の任意の３点での算術平均粗さ（Ｒａ）を、表面粗さ計（東京精密製「サーフコム１４００Ｄ」）を用いて測定した。その合計９点（３点×３つの位置）での算術平均粗さ（Ｒａ）の平均値を算出し、表面粗さＲａとした。 (Surface roughness Ra)
The arithmetic mean roughness (Ra) was measured at three arbitrary points on the circumference at positions 5 mm inward from both ends of the elastic layer in the axial direction and at three positions in the center of the axial direction using a surface roughness meter (Tokyo Seimitsu's "Surfcom 1400D"). The average value of the arithmetic mean roughness (Ra) at a total of nine points (3 points x 3 positions) was calculated and used as the surface roughness Ra.

（誘電率）
弾性体層の表面にアルミニウム電極を蒸着し、エヌエフ回路設計ブロック社製ＬＣＲメータＺＭ２３５３を用いて測定した。
測定条件：電圧１Ｖ／周波数１ｋＨｚ
測定環境：２５℃５０％ＲＨ (Dielectric constant)
An aluminum electrode was vapor-deposited on the surface of the elastic layer, and the resistance was measured using an LCR meter ZM2353 manufactured by NF Corporation.
Measurement conditions: voltage 1V/frequency 1kHz
Measurement environment: 25°C 50% RH

（赤外分光分析）
日本分光製「ＦＴ／ＩＲ－６８００」に日本分光製「ＲＡＳＰＲＯ４１０－Ｈ」を取り付けたフーリエ変換赤外分光光度計において、高感度反射測定法（ＩＲ－ＲＡＳ法）にて、帯電ロールの弾性体層の外周面を測定した。ブタジエン骨格のメチン基の伸縮振動の最大検出ピーク（２８００～３２００ｃｍ^－１）に対するカルボニル基の伸縮振動の最大検出ピーク（１６５０～１７８０ｃｍ^－１）の比を算出した。 (Infrared Spectroscopic Analysis)
The outer peripheral surface of the elastic layer of the charging roll was measured by a high sensitivity reflection measurement method (IR-RAS method) using a Fourier transform infrared spectrophotometer consisting of a JASCO "FT/IR-6800" equipped with a JASCO "RAS PRO 410-H". The ratio of the maximum detection peak (1650 to 1780 cm ^-1 ) of the stretching vibration of the carbonyl group to the maximum detection peak (2800 to 3200 cm ^-1 ) of the stretching vibration of the methine group of the butadiene skeleton was calculated.

（ＬＬ帯電性）
作製した導電性ロールをＨＰ社製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」に組み込み、１０℃×１０％ＲＨ（相対湿度）の低温低湿環境（ＬＬ環境）下でハーフトーン画像を１５０ｋ枚（１５万枚）出力し、その画像に帯電性不足起因の黒スジが発生しない、もしくは発生が極めて軽微で、実用上に問題が無い場合を「○」とし、上記黒スジが画像の一部あるいは画像全体に発生し、画像弊害が生じている場合を「×」とした。 (LL chargeability)
The prepared conductive roll was incorporated into a "CLJ4525dn" manufactured by HP, and 150k (150,000) halftone images were output in a low temperature and low humidity environment (LL environment) of 10°C x 10% RH (relative humidity). If no black streaks due to insufficient charging occurred in the image, or if the occurrence was extremely slight and did not cause any practical problems, it was marked as "O", and if the above-mentioned black streaks occurred in part or the entire image, causing image problems, it was marked as "X".

（ＨＨ帯電性）
作製した導電性ロールをＨＰ社製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」に組み込み、４０℃×９０％ＲＨ（相対湿度）の高温高湿環境（ＨＨ環境）下でハーフトーン画像を１５０ｋ枚（１５万枚）出力し、その画像に過帯電性起因の白スジが発生しない、もしくは発生が極めて軽微で、実用上に問題が無い場合を「○」とし、上記白スジが画像の一部あるいは画像全体に発生し、画像弊害が生じている場合を「×」とした。 (HH chargeability)
The prepared conductive roll was incorporated into a "CLJ4525dn" manufactured by HP, and 150k (150,000) halftone images were output under a high temperature and high humidity environment (HH environment) of 40°C x 90% RH (relative humidity). If no white streaks due to overcharging occurred in the image, or if the occurrence was extremely slight and did not cause any practical problems, it was marked as "O", and if the above-mentioned white streaks occurred in part or the entire image, causing image problems, it was marked as "X".

（帯電均一性）
作製した導電性ロールをＨＰ社製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」に組み込み、１０℃×１０％ＲＨ（相対湿度）の低温低湿環境（ＬＬ環境）下でハーフトーン画像を１５０ｋ枚（１５万枚）出力し、その画像に帯電均一性不足起因の黒点が発生しない、もしくは発生が極めて軽微で、実用上に問題が無い場合を「○」とし、上記黒点が画像の一部あるいは画像全体に発生し、画像弊害が生じている場合を「×」とした。 (Charging uniformity)
The prepared conductive roll was incorporated into a "CLJ4525dn" manufactured by HP, and 150k (150,000) halftone images were output in a low temperature, low humidity environment (LL environment) of 10°C x 10% RH (relative humidity). If no black spots due to insufficient charging uniformity occurred in the image, or if the occurrence was extremely minor and did not cause any practical problems, it was marked as "O", and if the above-mentioned black spots occurred in part or the entire image, causing image problems, it was marked as "X".

（圧縮永久歪）
作製した導電性ロールをＨＰ社製「ＣＬＪ４５２５ｄｎのＫ色カートリッジ」に組み込み、４０℃×９０％ＲＨ（相対湿度）の高温高湿環境（ＨＨ環境）下に５日間放置する圧縮永久歪試験を行った後、導電性ロールを組み込んだままのカートリッジをＨＰ社製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」に組み込み、１０℃×１０％ＲＨ（相対湿度）の低温低湿環境（ＬＬ環境）下でハーフトーン画像を出力したとき、導電性ロールの歪に起因の一軸上のスジ画像が発生しない、もしくは発生が極めて軽微で、実用上に問題が無い場合を「○」とし、上記スジが画像の一部あるいは画像全体に発生し、画像弊害が生じている場合を「×」とした。 (Compression set)
The prepared conductive roll was incorporated into a HP "CLJ4525dn K-color cartridge" and left for 5 days in a high temperature and high humidity environment (HH environment) of 40°C x 90% RH (relative humidity). After that, the cartridge with the conductive roll incorporated was incorporated into a HP "CLJ4525dn" and a halftone image was output in a low temperature and low humidity environment (LL environment) of 10°C x 10% RH (relative humidity). When no uniaxial streak images were generated due to distortion of the conductive roll or when the generation was extremely slight and no practical problem was encountered, it was marked as "○", and when the above streaks were generated in part or the entire image, causing image problems, it was marked as "X".

比較例５は、弾性体層の外周面上に粗さ形成用粒子を含有する表層を有する構成の帯電ロールである。比較例５は、粗さ形成用粒子に起因する表面粗さが表層の外周面全体において均一ではないため、放電ムラが生じ、帯電均一性が悪く、画像評価において黒点が発生した。 Comparative Example 5 is a charging roll having a surface layer containing roughness-forming particles on the outer peripheral surface of an elastic layer. In Comparative Example 5, the surface roughness caused by the roughness-forming particles is not uniform over the entire outer peripheral surface of the surface layer, so uneven discharge occurs, charging uniformity is poor, and black spots occur in the image evaluation.

比較例９は、弾性体層の外周面にコロナ処理を行わず、また、弾性体層の外周面上に外周面上に粗さ形成用粒子を含有する表層を有していない帯電ロールである。比較例９は、弾性体層の外周面にコロナ処理を行っていないため、弾性体層の外周面にカルボニル基が発生しておらず、ＩＲ－ＲＡＳスペクトルピーク比が小さい値である。このため、弾性体層の外周面において、カルボニル基の双極子に起因する静電容量の増大効果が期待できず、また、感光体との接地面積が大きいために、ＬＬ環境下での帯電性が悪く、画像評価において黒スジが発生した。 Comparative Example 9 is a charging roll in which no corona treatment was performed on the outer peripheral surface of the elastic layer, and no surface layer containing roughness-forming particles was present on the outer peripheral surface of the elastic layer. In Comparative Example 9, no corona treatment was performed on the outer peripheral surface of the elastic layer, so no carbonyl groups were generated on the outer peripheral surface of the elastic layer, and the IR-RAS spectrum peak ratio was a small value. For this reason, the effect of increasing the electrostatic capacitance due to the dipole of the carbonyl groups on the outer peripheral surface of the elastic layer could not be expected, and furthermore, because the contact area with the photoconductor was large, charging properties in an LL environment were poor, and black streaks occurred in the image evaluation.

比較例６～８は、弾性体層の外周面にコロナ処理を行っているが、所定の温度範囲外である。比較例６，８は、コロナ処理の設定温度が低いため、弾性体層の外周面にカルボニル基は発生しているものの、弾性体層の外周面においてカルボニル基が配向しにくく、ＩＲ－ＲＡＳスペクトルピーク比が小さい値である。このため、カルボニル基の双極子に起因する静電容量の増大効果が期待できず、また、感光体との接地面積が大きいために、ＬＬ環境下での帯電性が悪く、画像評価において黒スジが発生した。一方、比較例７は、コロナ処理の設定温度が高いため、弾性体層の外周面にカルボニル基は発生しているものの、熱エネルギーが大きく、カルボニル基が緩和してしまい、ＩＲ－ＲＡＳスペクトルピーク比が小さい値である。このため、カルボニル基の双極子に起因する静電容量の増大効果が期待できず、また、感光体との接地面積が大きいために、ＬＬ環境下での帯電性が悪く、画像評価において黒スジが発生した。 In Comparative Examples 6 to 8, the outer peripheral surface of the elastic layer was subjected to corona treatment, but the temperature was outside the specified range. In Comparative Examples 6 and 8, the temperature setting for the corona treatment was low, so that although carbonyl groups were generated on the outer peripheral surface of the elastic layer, the carbonyl groups were difficult to orient on the outer peripheral surface of the elastic layer, and the IR-RAS spectrum peak ratio was small. As a result, the effect of increasing the capacitance due to the dipole of the carbonyl group could not be expected, and the contact area with the photoconductor was large, so the charging property in the LL environment was poor, and black streaks occurred in the image evaluation. On the other hand, in Comparative Example 7, the temperature setting for the corona treatment was high, so that although carbonyl groups were generated on the outer peripheral surface of the elastic layer, the thermal energy was large, so the carbonyl groups were relaxed, and the IR-RAS spectrum peak ratio was small. As a result, the effect of increasing the capacitance due to the dipole of the carbonyl group could not be expected, and the contact area with the photoconductor was large, so the charging property in the LL environment was poor, and black streaks occurred in the image evaluation.

これに対し、実施例は、所定の温度範囲内で弾性体層の外周面にコロナ処理を行っている。このため、弾性体層の外周面においてカルボニル基が配向して存在しており、ＩＲ－ＲＡＳスペクトルピーク比が大きい値となっている。そして、実施例によれば、表面粗さがなくとも優れた帯電性能が発揮できており、表面粗さに頼ることなく優れた帯電性能を発揮できることがわかる。 In contrast, in the examples, corona treatment is performed on the outer peripheral surface of the elastic layer within a specified temperature range. As a result, carbonyl groups are oriented on the outer peripheral surface of the elastic layer, and the IR-RAS spectrum peak ratio is large. And, according to the examples, excellent charging performance is achieved even without surface roughness, and it is clear that excellent charging performance can be achieved without relying on surface roughness.

比較例１～２は、弾性体層のＮＢＲ量が満足していない。比較例１は、弾性体層のポリマー成分がＮＢＲのみで構成されているため、カルボニル基の量が多くなりすぎて、高温高湿条件下で帯電しすぎて、画像評価において白スジが発生した。また、ＮＢＲは高温高湿環境下で軟らかく、セットスジが発生した。一方、比較例２は、弾性体層のポリマー成分がＩＲのみで構成され、ＮＢＲを含んでいないため、カルボニル基の双極子に起因する静電容量の増大効果が期待できず、また、感光体との接地面積が大きいために、ＬＬ環境下での帯電性が悪く、画像評価において黒スジが発生した。 Comparative Examples 1 and 2 did not have a satisfactory amount of NBR in the elastic layer. In Comparative Example 1, the polymer component of the elastic layer was composed only of NBR, so the amount of carbonyl groups was too high, and the elastic layer was overcharged under high temperature and high humidity conditions, resulting in white streaks in the image evaluation. In addition, NBR was soft in high temperature and high humidity environments, resulting in set streaks. On the other hand, in Comparative Example 2, the polymer component of the elastic layer was composed only of IR and did not contain NBR, so the effect of increasing the capacitance due to the dipole of the carbonyl group could not be expected, and the contact area with the photoconductor was large, resulting in poor charging properties in LL environments, resulting in black streaks in the image evaluation.

比較例３～４は、弾性体層のＮＢＲのアクリロニトリル量が満足していない。比較例３は、ＮＢＲのアクリロニトリル量が少ないため、カルボニル基の量が多くなりすぎて、高温高湿条件下で帯電しすぎて、画像評価において白スジが発生した。一方、比較例４は、ＮＢＲのアクリロニトリル量が多いため、カルボニル基の双極子に起因する静電容量の増大効果が期待できず、また、感光体との接地面積が大きいために、ＬＬ環境下での帯電性が悪く、画像評価において黒スジが発生した。 In Comparative Examples 3 and 4, the amount of acrylonitrile in the NBR of the elastic layer was not satisfactory. In Comparative Example 3, the amount of acrylonitrile in the NBR was small, so the amount of carbonyl groups was too large, and the toner was charged too much under high temperature and high humidity conditions, resulting in white streaks in the image evaluation. On the other hand, in Comparative Example 4, the amount of acrylonitrile in the NBR was large, so the effect of increasing the capacitance due to the dipole of the carbonyl groups could not be expected, and the contact area with the photoconductor was large, resulting in poor charging properties in an LL environment, resulting in black streaks in the image evaluation.

これに対し、実施例は、弾性体層が特定のアクリロニトリル量のＮＢＲを特定量含んでいることから、優れた帯電性能を発揮できていることがわかる。 In contrast, the examples show that the elastic layer contains a specific amount of NBR with a specific amount of acrylonitrile, and therefore exhibit excellent charging performance.

比較例１０～１１は、弾性体層の外周面にコロナ処理を行っているが、弾性体層の外周面の表面粗さＲａが特定範囲外である。比較例１０は、弾性体層の外周面の粗さＲａが小さすぎて、感光体との接地面積が大きくなり、感光体との摺擦で表面が削れてカルボニル基がなくなったため、帯電性が悪化した。比較例１１は、弾性体層の外周面の粗さＲａが大きすぎて、放電ムラが生じ、帯電均一性が悪く、画像評価において黒点が発生した。 In Comparative Examples 10 and 11, the outer peripheral surface of the elastic layer was subjected to corona treatment, but the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the elastic layer was outside the specified range. In Comparative Example 10, the roughness Ra of the outer peripheral surface of the elastic layer was too small, increasing the contact area with the photoconductor, and the surface was scraped off by friction with the photoconductor, resulting in the loss of carbonyl groups, resulting in poor charging properties. In Comparative Example 11, the roughness Ra of the outer peripheral surface of the elastic layer was too large, resulting in uneven discharge, poor charging uniformity, and the occurrence of black spots in the image evaluation.

これに対し、実施例は、弾性体層の外周面の表面粗さＲａが特定範囲内である。このため、感光体との接地面積の影響による帯電性の悪化もなく、表面粗さＲａによる放電ムラの影響もない。 In contrast, in the embodiment, the surface roughness Ra of the outer peripheral surface of the elastic layer is within a specific range. Therefore, there is no deterioration in charging properties due to the influence of the contact area with the photoconductor, and there is no influence of uneven discharge due to the surface roughness Ra.

そして、実施例の帯電ロールは、弾性体層において、ポリマー成分１００質量部中に、アクリロニトリル量が３０質量％以上４１質量％以下であるアクリロニトリル－ブタジエンゴムを５質量部以上９５質量部以下含有しており、弾性体層の表面粗さＲａが、０．２μｍ以上１．５μｍ以下であり、弾性体層の表面には所定量のカルボニル基が配向して存在している。実施例によれば、弾性体層の表面粗さＲａが小さいため、放電ムラが抑えられ、帯電均一性に優れ、画像評価において黒点が抑えられている。また、帯電性にも優れている。したがって、表面粗さに頼ることなく優れた帯電性能を発揮するとともに、帯電均一性にも優れていることがわかる。 The charging roll of the embodiment contains 5 to 95 parts by mass of acrylonitrile-butadiene rubber with an acrylonitrile content of 30 to 41% by mass per 100 parts by mass of polymer components in the elastic layer, the surface roughness Ra of the elastic layer is 0.2 to 1.5 μm, and a predetermined amount of carbonyl groups are oriented on the surface of the elastic layer. According to the embodiment, since the surface roughness Ra of the elastic layer is small, discharge unevenness is suppressed, charging uniformity is excellent, and black spots are suppressed in image evaluation. In addition, charging properties are also excellent. Therefore, it can be seen that it exhibits excellent charging performance without relying on surface roughness, and also has excellent charging uniformity.

以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は上記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。 Although the embodiments and examples of the present invention have been described above, the present invention is in no way limited to the above embodiments and examples, and various modifications are possible within the scope of the spirit of the present invention.

１０帯電ロール
１２軸体
１４弾性体層 10: charging roll 12: shaft body 14: elastic layer

Claims

A shaft body and an elastic layer formed on an outer circumferential surface of the shaft body,
The elastic layer contains 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less of an acrylonitrile-butadiene rubber having an acrylonitrile content of 30% by mass or more and 41% by mass or less per 100 parts by mass of a polymer component,
The surface roughness Ra of the elastic layer is 0.2 μm or more and 1.5 μm or less,
a charging roll for an electrophotographic device, wherein carbonyl groups are oriented on the surface of the elastic layer, and a ratio of a maximum detection peak of stretching vibration of the carbonyl groups to a maximum detection peak of stretching vibration of a methine group of a butadiene skeleton in an infrared spectrum measured by a high sensitivity reflectance measurement method is 1.5 or more and 5.3 or less.

The electrostatic charge roll for electrophotographic devices according to claim 1, wherein the elastic layer contains isoprene rubber as a polymer component.

The electrostatic charge roll for electrophotographic devices according to claim 1 or 2, wherein the elastic layer does not contain roughness-forming particles that form surface roughness.

4. The charging roll for an electrophotographic device according to claim 1, wherein the elastic layer contains carbon black having a DBP absorption of 70 cm ³ /100 g or more and 160 cm ³ /100 g or less.

The electrostatic charge roll for electrophotographic equipment according to any one of claims 1 to 4, wherein the dielectric constant of the elastic layer when 1 V/1 kHz is applied is 180 or more and 830 or less.

The charging roll for electrophotographic equipment according to any one of claims 1 to 5, wherein the carbonyl groups on the surface of the elastic layer are oriented and present by subjecting the surface of the elastic layer to a corona treatment at a temperature of 43°C or higher and 92°C or lower.

forming an elastic layer on the outer peripheral surface of the shaft, the elastic layer containing 5 parts by mass or more and 95 parts by mass or less of acrylonitrile-butadiene rubber having an acrylonitrile content of 30% by mass or more and 41% by mass or less per 100 parts by mass of a polymer component, and having a surface roughness Ra of 0.2 μm or more and 1.5 μm or less;
and performing corona treatment on the surface of the elastic layer at a temperature of 43° C. to 92° C. to orient and cause carbonyl groups to be present.