JP2000075632A - Developing roll - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機やプリンタ
ー等の電子写真装置に用いられる現像ロールに関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a developing roll used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine and a printer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、電子写真複写機による複写はつ
ぎのようにして行われる。すなわち、軸中心に回転する
感光ドラムに原稿像を静電潜像として形成し、これにト
ナーを付着させてトナー像を形成する。ついで、このト
ナー像を複写紙に転写することにより複写が行われる。
この場合、上記感光ドラム表面に対して静電潜像を形成
させるためには、予め感光ドラム表面を帯電させ、この
帯電部分に対して原稿像を光学系を介して投射し、光の
当たった部分の帯電を打ち消すことにより静電潜像をつ
くるということが行われている。そして、上記静電潜像
の形成に先立って感光ドラム表面を帯電させる方式とし
ては、最近では、帯電ロールを感光ドラム表面に直接接
触させて感光ドラム表面を帯電させるロール帯電方式が
採用されている。さらに、このようにして感光ドラム表
面に形成された静電潜像にトナー像を形成させる方法と
しては、現像ロールを用いた方式が採られている。すな
わち、摩擦帯電した現像ロール表面にトナーが付着し、
このトナーが現像ロールから感光ドラム表面の静電潜像
に向かって飛翔することにより、感光ドラム表面にトナ
ー像が形成される。このトナー像が、複写紙上に定着さ
れることにより複写が行われる。2. Description of the Related Art Generally, copying by an electrophotographic copying machine is performed as follows. That is, a document image is formed as an electrostatic latent image on a photosensitive drum that rotates about an axis, and toner is attached to the image to form a toner image. Next, copying is performed by transferring this toner image to copy paper.
In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, the surface of the photosensitive drum is charged in advance, and an original image is projected on the charged portion via an optical system, and the charged portion is exposed to light. 2. Description of the Related Art An electrostatic latent image is created by canceling a portion of a charge. As a method for charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, a roll charging method for charging the surface of the photosensitive drum by directly contacting a charging roll with the surface of the photosensitive drum has recently been adopted. . Further, as a method for forming a toner image on the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum in this manner, a method using a developing roll is employed. That is, the toner adheres to the frictionally charged developing roll surface,
The toner flies from the developing roll toward the electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, thereby forming a toner image on the surface of the photosensitive drum. Copying is performed by fixing the toner image on copy paper.
【０００３】上記電子写真複写機における現像ロールと
しては、例えば、軸体の外周面に、外周面が鏡面である
最内層が形成されたベースロールの表面に、中間層、最
外層がこの順で積層されたものが提案されている。上記
中間層および最外層は、ポリマー成分を溶解した各溶液
に、導電剤等を均一に分散させた各コーティング液を用
い、ベースロールに順次塗布し乾燥することにより形成
される。例えば、ロールコート法による形成は、つぎの
ようにして行われる。すなわち、ベースロールを準備
し、このベースロールをその軸方向が水平面に対し垂直
方向になるようにして固定した後、この外周面の上方か
ら下方に向かって塗布ローターを螺旋状に移動させなが
らコーティング液を塗布し乾燥させることにより行われ
る。As a developing roll in the above electrophotographic copying machine, for example, an intermediate layer and an outermost layer are formed in this order on a surface of a base roll having an outer peripheral surface of a shaft, an innermost layer having a mirror surface on the outer peripheral surface. Laminated ones have been proposed. The intermediate layer and the outermost layer are formed by sequentially applying the coating solution in which a conductive agent or the like is uniformly dispersed in each solution in which a polymer component is dissolved, to a base roll, and drying. For example, formation by a roll coating method is performed as follows. That is, after preparing a base roll, fixing the base roll so that its axial direction is perpendicular to the horizontal plane, and coating the coating while moving the coating rotor spirally from above to below the outer peripheral surface. This is performed by applying and drying the liquid.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記コ
ーティング液を用いて得られる現像ロールには、コーテ
ィング液膜の液だれが主因と考えられる塗布むらが発生
するという問題がある。例えば、外周面が鏡面である最
内層を有するベースロールの表面に、ロールコート法に
より、中間層および最外層を形成した現像ロールには、
図９に示すように、塗布ローターのローターピッチに対
応したすじ状の塗布むら８が残存する。この塗布むら８
は、現像ロールの軸方向と略直交するすじ状部になって
おり、その部分は凸部である。これにより、塗布むらの
凸部と凹部とで特性値（電気抵抗値等）が大きくばらつ
き、複写画質にむらが生じたり、現像ロールを電子写真
複写機に組み込んで長期使用した場合、現像ロール表面
にトナーフィルミング（トナーの固着）が生じたりす
る。However, the developing roll obtained by using the above-mentioned coating liquid has a problem that coating unevenness which is considered to be mainly caused by dripping of the coating liquid film occurs. For example, on the surface of a base roll having an innermost layer whose outer peripheral surface is a mirror surface, a developing roll having an intermediate layer and an outermost layer formed by a roll coating method includes:
As shown in FIG. 9, streaky application unevenness 8 corresponding to the rotor pitch of the application rotor remains. This uneven coating 8
Is a streak portion substantially perpendicular to the axial direction of the developing roll, and the portion is a convex portion. As a result, characteristic values (electrical resistance and the like) greatly vary between the convex portions and the concave portions of the coating unevenness, resulting in uneven copy image quality. May cause toner filming (fixation of toner).
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みなされた
もので、特性値、特に電気抵抗値のばらつきが抑制され
た現像ロールの提供をその目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a developing roll in which variations in characteristic values, particularly, electric resistance values are suppressed.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の現像ロールは、軸体と、この外周面に形成
された最内層と、この最内層の外周面に形成された少な
くとも二層の被覆層とを備えた現像ロールであって、上
記最内層の外周面が凹凸粗面に形成され、かつその表面
粗さ（Ｒｚ）が４〜５０μｍの範囲に設定されていると
いう構成をとる。In order to achieve the above object, a developing roll according to the present invention comprises a shaft, an innermost layer formed on the outer peripheral surface, and at least an innermost layer formed on the outer peripheral surface of the innermost layer. A developing roll comprising two coating layers, wherein the outermost surface of the innermost layer is formed to have a roughened surface, and the surface roughness (Rz) is set in a range of 4 to 50 μm. Take.
【０００７】すなわち、本発明者らは、特性値、特に電
気抵抗値のばらつきが抑制された現像ロールを得るべく
一連の研究を重ねた。その結果、軸体と、最内層と、少
なくとも二層の被覆層とを備えた現像ロールにおいて、
最内層の外周面を凹凸粗面とし、その表面粗さを特定の
範囲に設定すれば所期の目的を達成できることを見いだ
し、本発明に到達した。特に、上記被覆層を、コーティ
ング液からなる液膜中の溶剤を揮散させることにより形
成する場合、液膜からの液だれが凹凸粗面の凸部で止め
られ、結果、塗布むらの発生が抑えられる。そして、液
だれの抑制に伴い、液膜中の導電剤等の移動も抑制さ
れ、現像ロール表面の特性値（電気抵抗値等）のばらつ
きが一層抑えられる。That is, the present inventors have conducted a series of studies in order to obtain a developing roll in which variations in characteristic values, in particular, electric resistance values are suppressed. As a result, in the developing roll including the shaft, the innermost layer, and at least two coating layers,
The present inventors have found that the intended purpose can be achieved by setting the outer peripheral surface of the innermost layer to be a roughened uneven surface and setting the surface roughness to a specific range, and have reached the present invention. In particular, when the coating layer is formed by volatilizing a solvent in a liquid film composed of a coating liquid, dripping from the liquid film is stopped at the convex portions of the uneven rough surface, and as a result, occurrence of coating unevenness is suppressed. Can be Then, along with the suppression of the dripping, the movement of the conductive agent or the like in the liquid film is also suppressed, and the variation of the characteristic value (electric resistance value or the like) of the developing roll surface is further suppressed.
【０００８】さらに、上記被覆層を中間層と最外層の二
層にすれば、電子写真複写機用の現像ロールとして特に
好ましいことを突き止めた。Further, it has been found that the use of the above-mentioned coating layer as an intermediate layer and an outermost layer is particularly preferable as a developing roll for an electrophotographic copying machine.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を説
明する。Next, an embodiment of the present invention will be described.
【００１０】本発明の現像ロールの一例を図１および図
２に示す。この現像ロールは、軸体１の外周面に最内層
２が形成され、その外周面に中間層３が形成され、さら
にその外周面に最外層４が形成されて構成される。そし
て、最内層２の表面は、凹凸粗面に形成されている。こ
の凹凸粗面の凸部の外観形状は、どのような形状であっ
ても差し支えはないが、例えば線状の凸部を設ける場合
には、凸部が液だれ方向（重力方向）に対して直交する
方向に延びた状態で設けることが好ましい。FIGS. 1 and 2 show an example of the developing roll of the present invention. This developing roll is configured such that an innermost layer 2 is formed on the outer peripheral surface of a shaft body 1, an intermediate layer 3 is formed on the outer peripheral surface, and an outermost layer 4 is formed on the outer peripheral surface. Further, the surface of the innermost layer 2 is formed with a roughened surface. The appearance of the convex portion of the rough surface may be any shape. For example, when a linear convex portion is provided, the convex portion may be in the liquid dripping direction (gravity direction). It is preferable to provide in a state of extending in the direction orthogonal to the direction.
【００１１】本発明において、最内層２の表面粗さ（Ｒ
ｚ）は、４〜５０μｍの範囲内になっていなければなら
ない。より好適には、７〜３０μｍの範囲である。すな
わち、表面粗さ（Ｒｚ）が４μｍ未満であると、凹凸粗
面度合が不充分なため、コーティング液膜中の溶剤を揮
散させることにより中間層３等を形成する場合、液だれ
の抑制効果があまり得られないからであり、逆に５０μ
ｍを超えると、凹凸粗面度合が大きすぎて、現像ロール
表面が粗くなりすぎてしまうからである。なお、上記表
面粗さ（Ｒｚ）は、ＪＩＳ Ｂ ０６０１の表面粗さの
定義と表示により示されるなかの十点平均粗さに準拠し
て測定した値である。In the present invention, the surface roughness (R
z) must be in the range of 4-50 μm. More preferably, it is in the range of 7 to 30 μm. That is, when the surface roughness (Rz) is less than 4 μm, the degree of unevenness is insufficient, so that when the intermediate layer 3 or the like is formed by evaporating the solvent in the coating liquid film, the effect of suppressing the dripping is obtained. Is not obtained much, and conversely 50μ
If it exceeds m, the degree of roughness of the uneven surface is too large, and the surface of the developing roll becomes too rough. The surface roughness (Rz) is a value measured based on the ten-point average roughness defined by the definition and display of the surface roughness in JIS B0601.
【００１２】また、本発明の現像ロールは、その表面粗
さ（Ｒｚ）が、１〜１５μｍの範囲内になっていること
が好ましい。より好ましくは、１．５〜１０μｍの範囲
である。すなわち、１μｍ未満であると、現像ロール表
面が平滑すぎるため、トナーフィルミングが生じるおそ
れがあり、逆に１５μｍを超えると、現像ロール表面が
凹凸粗面度合が大きすぎるため、複写画質にむらが生じ
るおそれがあるからである。The surface roughness (Rz) of the developing roll of the present invention is preferably in the range of 1 to 15 μm. More preferably, it is in the range of 1.5 to 10 μm. In other words, when the thickness is less than 1 μm, toner filming may occur because the surface of the developing roll is too smooth. Conversely, when the thickness is more than 15 μm, unevenness in the roughness of the developing roll surface is too large, resulting in uneven copy image quality. This is because there is a possibility of occurrence.
【００１３】本発明の現像ロールは、例えばつぎのよう
にして製造することができる。すなわち、まず最内層２
形成材料を構成する各成分を各種の方法により分散さ
せ、コンパウンド状の最内層２形成材料を調製する。ま
た、中間層３形成材料および最外層４形成材料となる各
コーティング液を調製する。上記各コーティング液は、
各形成材料を構成する各成分をボールミルやロール等の
混練機を用いて混練し、この混合物に有機溶剤を加えて
混合し、攪拌することにより調製される。有機溶剤とし
ては、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、メチルエチル
ケトン、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコー
ル、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等の各種
のものがあげられ、単独であるいは２種以上併せて用い
られる。The developing roll of the present invention can be manufactured, for example, as follows. That is, first, the innermost layer 2
The components constituting the forming material are dispersed by various methods to prepare a compound-like innermost layer 2 forming material. Further, respective coating liquids for forming the intermediate layer 3 and the outermost layer 4 are prepared. Each of the above coating liquids is
Each component constituting each forming material is kneaded using a kneader such as a ball mill or a roll, and an organic solvent is added to this mixture, mixed, and stirred to prepare the mixture. Examples of the organic solvent include various solvents such as tetrahydrofuran, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, methanol, toluene, isopropyl alcohol, methyl cellosolve, and dimethylformamide, and these can be used alone or in combination of two or more.
【００１４】一方、従来公知の円筒状金型（内周面が鏡
面）を準備し、この内周面に各種の粗面化処理を施すこ
とにより、最内層２形成用の円筒状金型を作製する。円
筒状金型の材質としては、特に限定されるものではな
く、例えばＳＣＭ４３５、Ｓ４５Ｃ、ＳＨＣＭ６４５等
の各種のものがあげられる。また、粗面化処理方法とし
ては、銅電極を用いた放電加工処理、市販の放電加工機
（ジャパックスＤＰ−８５等）、サンドブラスト等の各
種の方法があげられる。なかでも、凹部および凸部を適
度の分散状態で円筒状金型内周面に分布させることがで
き、また最内層２における凸部外観形状を丸みを帯びた
形状（尖っていない形状）にできるという理由から、銅
電極を用いた放電加工処理が好ましい。ここで、銅電極
を用いた放電加工処理とは、その字句どおり、円筒状金
型内周面に銅電極を用いて放電加工を施す処理をいう。
具体的には、例えば、図３に示すように、円柱状の銅電
極５および内周面が鏡面である円筒状金型６を準備し、
この銅電極５を円筒状金型６の中空部に挿入した後、電
流を流しながら銅電極５を周方向に回転させて、円筒状
金型６の内周面に放電加工を施す。なお、上記銅電極５
は、表面が研磨処理されてあってもよいし、研磨処理さ
れてなくてもよい。On the other hand, a conventionally known cylindrical mold (an inner peripheral surface is a mirror surface) is prepared, and the inner peripheral surface is subjected to various surface roughening treatments, thereby forming a cylindrical mold for forming the innermost layer 2. Make it. The material of the cylindrical mold is not particularly limited, and examples thereof include various materials such as SCM435, S45C, and SHCM645. Examples of the surface roughening method include various methods such as electric discharge machining using a copper electrode, a commercially available electric discharge machine (such as Japax DP-85), and sandblasting. Above all, the concave portions and the convex portions can be distributed on the inner peripheral surface of the cylindrical mold in a moderately dispersed state, and the external shape of the convex portions in the innermost layer 2 can be rounded (unsharp). For this reason, electric discharge machining using a copper electrode is preferred. Here, the electric discharge machining using the copper electrode is, as the word indicates, a process of performing electric discharge machining on the inner peripheral surface of the cylindrical mold using the copper electrode.
Specifically, for example, as shown in FIG. 3, a cylindrical copper electrode 5 and a cylindrical mold 6 whose inner peripheral surface is a mirror surface are prepared.
After the copper electrode 5 is inserted into the hollow portion of the cylindrical mold 6, the copper electrode 5 is rotated in the circumferential direction while applying an electric current, and the inner peripheral surface of the cylindrical mold 6 is subjected to electric discharge machining. The copper electrode 5
The surface may or may not be polished.
【００１５】つぎに、図４に示すように、軸体１を準備
し、軸体１の外周面に必要に応じて接着剤、プライマー
等を塗布した後、下蓋１１を外嵌した最内層２形成用の
円筒状金型１２（内周面の凹凸粗面は図示せず）の中空
部に上記軸体１をセットする。そして、上記軸体１と円
筒状金型１２との間の空隙に上記コンパウンド状の最内
層２形成材料を注型等した後、上記円筒状金型１２に上
蓋１３を外嵌する。ついで、下蓋１１および上蓋１３を
外嵌した円筒状金型１２ごとオーブンに入れ、加熱する
ことによりコンパウンド状の最内層２形成材料を加硫し
（１７０℃×１５分）、軸体１の外周面に最内層２を形
成する。なお、必要に応じて二次加硫を行う。その後、
上記最内層２が形成された軸体１を円筒状金型１２から
脱型する。このようにして、円筒状金型１２の凹凸粗面
が転写された最内層２を有するベースロールを作製す
る。Next, as shown in FIG. 4, the shaft 1 is prepared, an adhesive, a primer and the like are applied to the outer peripheral surface of the shaft 1 as necessary, and then the innermost layer on which the lower lid 11 is fitted. The shaft body 1 is set in the hollow portion of the cylindrical mold 12 for forming the second (the roughened surface of the inner peripheral surface is not shown). After the material for forming the compound-like innermost layer 2 is cast into the space between the shaft 1 and the cylindrical mold 12, the upper lid 13 is fitted over the cylindrical mold 12. Then, the cylindrical mold 12 with the lower lid 11 and the upper lid 13 fitted therein is put into an oven and heated to vulcanize the compound-like innermost layer 2 forming material (170 ° C. × 15 minutes). The innermost layer 2 is formed on the outer peripheral surface. In addition, secondary vulcanization is performed as needed. afterwards,
The shaft 1 on which the innermost layer 2 is formed is released from the cylindrical mold 12. In this way, a base roll having the innermost layer 2 to which the roughened surface of the cylindrical mold 12 is transferred is produced.
【００１６】そして、上記ベースロールの最内層２の外
周面に前記中間層３形成材料（コーティング液）を塗工
した後、乾燥および加熱処理を行い、溶剤を揮散等する
ことにより、最内層２の外周面に中間層３を形成する。
さらに、上記中間層３の外周面に最外層４形成材料（コ
ーティング液）を塗工した後、乾燥および加熱処理を行
い、溶剤を揮散等することにより、中間層３の外周面に
最外層４を形成する。上記塗工方法としては、ディッピ
ング法、スプレーコーティング法、ロールコート法等の
各種の方法が採用できるが、先に述べたロールコート法
を採用した場合にその改善効果が高い。このようにし
て、図１および図２に示す、軸体１の外周面に、外周面
が凹凸粗面である最内層２、中間層３、最外層４がこの
順で形成された現像ロールを作製できる。After the material for forming the intermediate layer 3 (coating solution) is applied to the outer peripheral surface of the innermost layer 2 of the base roll, drying and heating are performed, and the solvent is volatilized. The intermediate layer 3 is formed on the outer peripheral surface of.
Further, after the outermost layer 4 is coated with a material (coating solution) for forming the outermost layer 4 on the outer peripheral surface of the intermediate layer 3, the outermost layer 4 is formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer 3 by performing a drying and heating treatment and evaporating the solvent. To form As the above-mentioned coating method, various methods such as dipping method, spray coating method and roll coating method can be adopted, but when the above-mentioned roll coating method is adopted, the improvement effect is high. In this manner, the developing roll shown in FIGS. 1 and 2 in which the innermost layer 2, the intermediate layer 3, and the outermost layer 4, whose outer peripheral surfaces are rough surfaces, are formed in this order on the outer peripheral surface of the shaft body 1. Can be made.
【００１７】このようにして得られた現像ロールは、最
内層２の凹凸粗面の凸部により、中間層３形成用コーテ
ィング液や最外層４形成用コーティング液の液だれが抑
制されるため、図５に示すように、現像ロール表面に塗
布むらが残存しないものとなる。図において、１５は微
小凸部であり、この微小凸部により、耐トナーフィルミ
ング性を確保している。In the developing roll thus obtained, the dripping of the coating liquid for forming the intermediate layer 3 and the coating liquid for forming the outermost layer 4 is suppressed by the convex portions of the roughened surface of the innermost layer 2. As shown in FIG. 5, no coating unevenness remains on the surface of the developing roll. In the figure, reference numeral 15 denotes a minute projection, which secures toner filming resistance.
【００１８】なお、本発明の現像ロールは、図１および
図２に示す三層構造に限定されるものではなく、三層を
超える積層構造であっても差し支えはない。また、最内
層２の表面を粗面化する方法は、先に述べた、従来公知
の円筒状金型の内周面を予め粗面化処理する方法に限定
されるものではなく、その他の各種の方法によって行っ
てもよい。例えば、軸体１の外周面に、外周面が鏡面で
ある最内層２を形成した後、この鏡面に物理的処理（紫
外線照射等）や化学的処理（薬剤散布等）を施す方法が
あげられる。ただし、製造工程を簡略化しやすく、製品
の同一性を確保しやすいという理由から、円筒状金型の
内周面を予め粗面化処理する方法が好適である。また、
現像ロールの各層の形成材料等について特に限定はない
が、本発明の現像ロールの一例である上記三層構造の現
像ロールの場合、つぎに示す材料を用いることが好まし
い。Incidentally, the developing roll of the present invention is not limited to the three-layer structure shown in FIGS. 1 and 2, but may have a laminated structure having more than three layers. In addition, the method of roughening the surface of the innermost layer 2 is not limited to the above-described method of previously roughening the inner peripheral surface of a conventionally known cylindrical mold, and other various methods may be used. May be performed by the method described above. For example, there is a method in which after forming the innermost layer 2 whose outer peripheral surface is a mirror surface on the outer peripheral surface of the shaft body 1, the mirror surface is subjected to a physical treatment (such as irradiation with ultraviolet rays) or a chemical treatment (such as spraying a medicine). . However, a method in which the inner peripheral surface of the cylindrical mold is roughened in advance is preferable because the manufacturing process is easily simplified and the uniformity of products is easily ensured. Also,
The material for forming each layer of the developing roll is not particularly limited. However, in the case of the developing roll having the three-layer structure as an example of the developing roll of the present invention, the following materials are preferably used.
【００１９】上記軸体１としては、金属製の中実体から
なる芯金や、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体等
の各種のものがあげられ、特に限定されるものではな
い。そして、その材質としては、ステンレス、アルミニ
ウム等があげられる。Examples of the shaft body 1 include various types such as a metal core bar made of a solid metal body and a metal cylindrical body whose inside is hollowed out, and are not particularly limited. And, as its material, stainless steel, aluminum and the like can be mentioned.
【００２０】上記軸体１の外周面に形成される最内層２
の形成材料としては、例えばエチレン−プロピレン−ジ
エンゴム（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンゴム（Ｓ
ＢＲ）、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー
等があげられる。この材料には、導電剤やシリコーンオ
イル等の各種の添加剤が適宜に配合される。導電剤とし
ては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリ
ウム、酸化鉄、ｃ−ＴｉＯ2 、ｃ−ＺｎＯ、ｃ−ＳｎＯ
2 （ここで「ｃ−」は導電性を有するという意味）等の
各種のものがあげられる。また、シリコーンオイルとし
ては、ジメチルシリコーンオイル等の各種のものがあげ
られる。なかでも、上記最内層２の形成材料としては、
低硬度でへたりが少ないという点から、導電性シリコー
ンゴムを用いることが好ましい。The innermost layer 2 formed on the outer peripheral surface of the shaft 1
Examples of the forming material include ethylene-propylene-diene rubber (EPDM) and styrene-butadiene rubber (S
BR), silicone rubber, polyurethane elastomer and the like. Various additives such as a conductive agent and silicone oil are appropriately mixed with this material. Examples of the conductive agent include carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2 , c-ZnO, and c-SnO.
2 (where "c-" means having conductivity). Examples of the silicone oil include various oils such as dimethyl silicone oil. Above all, as a material for forming the innermost layer 2,
It is preferable to use a conductive silicone rubber because of its low hardness and little set.
【００２１】上記最内層２の外周面に形成される中間層
３の形成材料としては、例えばアクリロニトリル−ブタ
ジエンゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢ
Ｒ）、ポリウレタン系エラストマー、クロロプレンゴム
（ＣＲ）等があげられる。なかでも、接着性およびコー
ティング液の安定性の観点から、水素化ニトリルゴムが
好ましい。この材料には、導電剤等の各種の添加剤が適
宜に配合される。導電剤としては、上記最内層２の形成
材料として例示したものと同種のものがあげられる。Examples of a material for forming the intermediate layer 3 formed on the outer peripheral surface of the innermost layer 2 include acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and hydrogenated nitrile rubber (H-NB).
R), polyurethane elastomers, chloroprene rubber (CR) and the like. Above all, hydrogenated nitrile rubber is preferred from the viewpoints of adhesiveness and stability of the coating solution. Various additives such as a conductive agent are appropriately added to this material. Examples of the conductive agent include the same types as those exemplified as the material for forming the innermost layer 2.
【００２２】上記中間層３の外周面に形成される最外層
４の形成材料としては、例えばフッ素ゴム、フッ素樹
脂、フッ素ゴムとフッ素樹脂との混合物、シリコーン樹
脂、シリコーングラフトアクリルポリマー、アクリルグ
ラフトシリコーンポリマー、反応性シリコーンオイル、
非反応性シリコーンオイル等があげられる。これらは単
独であるいは２種以上併せて用いられる。この材料に
は、導電剤や帯電制御剤等の各種の添加剤が適宜に配合
される。導電剤としては、上記最内層２の形成材料とし
て例示したものと同種のものがあげられる。また、帯電
制御剤としては、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、アジ
ン系（ニグロシン系）化合物、アゾ化合物、オキシナフ
トエ酸金属錯体、界面活性剤（アニオン系、カチオン
系、ノニオン系）等の各種のものがあげられる。Examples of the material for forming the outermost layer 4 formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer 3 include fluororubber, fluororesin, a mixture of fluororubber and fluororesin, silicone resin, silicone-grafted acrylic polymer, and acrylic-grafted silicone. Polymer, reactive silicone oil,
Non-reactive silicone oils and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Various additives such as a conductive agent and a charge control agent are appropriately blended with this material. Examples of the conductive agent include the same types as those exemplified as the material for forming the innermost layer 2. Examples of charge control agents include quaternary ammonium salts, borates, azine-based (nigrosine-based) compounds, azo compounds, metal complexes of oxynaphthoic acid, and surfactants (anionic, cationic, and nonionic). Are given.
【００２３】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。Next, examples will be described together with comparative examples.
【００２４】[0024]
【実施例１】まず、内周面が鏡面である円筒状金型およ
び表面を研磨した円柱状の銅電極を準備し、この銅電極
を円筒状金型内周面の中空部に挿入した後、電流を流し
ながら銅電極を周方向に回転させて、放電加工処理を施
した。ついで、下蓋を外嵌し、放電加工処理を施した上
記円筒状金型の中空部に、外周面に接着剤が塗布された
軸体をセットした後、円筒状金型と軸体との間の空隙部
に、最内層形成材料であるシリコーンゴムコンパウンド
（導電剤およびシリコーンオイル含有、信越化学工業社
製のＫＥ１３５７ Ａ／Ｂ）を注型し、上蓋を外嵌した
（図４参照）。そして、円筒状金型ごとオーブンに入れ
加熱することによりシリコーンゴムコンパウンドを加硫
し（１７０℃×１５分）、その後脱型して、最内層付き
軸体（ベースロール）を製造した。この最内層の外周面
の表面粗さ（Ｒｚ）は、８〜１２μｍであった。Embodiment 1 First, a cylindrical mold having an inner peripheral surface which is a mirror surface and a cylindrical copper electrode whose surface is polished are prepared, and the copper electrode is inserted into a hollow portion of the inner peripheral surface of the cylindrical mold. Then, an electric discharge machining process was performed by rotating the copper electrode in the circumferential direction while passing a current. Then, the lower lid is fitted to the outside, and after setting the shaft body coated with the adhesive on the outer peripheral surface in the hollow portion of the cylindrical mold subjected to the electric discharge machining, the cylindrical mold and the shaft body are connected to each other. A silicone rubber compound (containing a conductive agent and silicone oil, KE1357 A / B manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is a material for forming the innermost layer, was cast into the gap between the inner layers, and the upper lid was externally fitted (see FIG. 4). Then, the silicone rubber compound was vulcanized (170 ° C. × 15 minutes) by placing the cylindrical mold in an oven and heated, and then demolded to produce a shaft (base roll) with the innermost layer. The outermost surface of the innermost layer had a surface roughness (Rz) of 8 to 12 μm.
【００２５】一方、水素化ニトリルゴム（日本ゼオン社
製のゼットポール００２０）１００重量部（以下「重量
部」を「部」と略す）と、ステアリン酸０．５部と、亜
鉛華５部と、ケッチェンブラックＥＣ３０部と、硫黄１
部と、加硫促進剤ＢＺ１部と、加硫促進剤ＣＺ２部とを
有機溶剤に分散させたコーティング液を準備し、このコ
ーティング液を、ロールコート法により、上記最内層の
外周面に塗工した（塗布ローターピッチ２ｍｍ）。その
後、乾燥および加熱処理を行ない、最内層の外周面に中
間層を形成した。さらに、フッ素ゴム（旭硝子社製のア
フラス２１０）１００部と、酸化マグネシウム５部と、
水酸化カルシウム５部と、シリコーンオイル（信越化学
工業社製のＫＦ８００５）４０部と、ビスフェノールＡ
Ｆ（セントラル社製）２部と、テトラブチルアンモニウ
ムハイドロゲンサルフェート２部とを有機溶剤に分散さ
せたコーティング液を準備し、このコーティング液を、
ロールコート法により、上記中間層の外周面に塗工し
た。その後、乾燥および加熱処理を行ない、中間層の外
周面に最外層を形成した。このようにして、図１および
図２に示す、三層構造の現像ロールを作製した。On the other hand, 100 parts by weight of hydrogenated nitrile rubber (Zetpol 0020 manufactured by Zeon Corporation) (hereinafter, "parts by weight" is abbreviated as "parts"), 0.5 part of stearic acid, and 5 parts of zinc white , 30 parts of Ketjen Black EC and sulfur 1
Part, a vulcanization accelerator BZ1 part, and a vulcanization accelerator CZ2 part are dispersed in an organic solvent to prepare a coating liquid, and this coating liquid is applied to the outer peripheral surface of the innermost layer by a roll coating method. (Coating rotor pitch 2 mm). Thereafter, drying and heat treatment were performed to form an intermediate layer on the outer peripheral surface of the innermost layer. Further, 100 parts of fluoro rubber (Afras 210 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.), 5 parts of magnesium oxide,
5 parts of calcium hydroxide, 40 parts of silicone oil (KF8005 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and bisphenol A
F (manufactured by Central Corporation) and a coating liquid in which 2 parts of tetrabutylammonium hydrogen sulfate are dispersed in an organic solvent are prepared.
The outer peripheral surface of the intermediate layer was coated by a roll coating method. Thereafter, drying and heat treatment were performed to form an outermost layer on the outer peripheral surface of the intermediate layer. Thus, a three-layered developing roll shown in FIGS. 1 and 2 was produced.
【００２６】[0026]
【実施例２】最内層の外周面の表面粗さ（Ｒｚ）が１５
〜２８μｍとなるように、円筒状金型内周面に銅電極を
用いた放電加工処理を施した以外は、実施例１と同様に
して、現像ロールを作製した。Embodiment 2 The outermost surface of the innermost layer has a surface roughness (Rz) of 15
A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1 except that the inner peripheral surface of the cylindrical mold was subjected to electric discharge machining using a copper electrode so that the inner diameter became 28 μm.
【００２７】[0027]
【実施例３】最内層の外周面の表面粗さ（Ｒｚ）が２２
〜４０μｍとなるように、円筒状金型内周面に銅電極を
用いた放電加工処理を施した以外は、実施例１と同様に
して、現像ロールを作製した。Embodiment 3 The outermost surface of the innermost layer has a surface roughness (Rz) of 22.
A developing roll was produced in the same manner as in Example 1, except that the inner peripheral surface of the cylindrical mold was subjected to electric discharge machining using a copper electrode so that the inner diameter became 40 μm.
【００２８】[0028]
【実施例４】最内層の外周面の表面粗さ（Ｒｚ）が４〜
１１μｍとなるように、円筒状金型内周面に銅電極を用
いた放電加工処理を施した以外は、実施例１と同様にし
て、現像ロールを作製した。Embodiment 4 The outermost surface of the innermost layer has a surface roughness (Rz) of 4 to 4.
A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1, except that the inner peripheral surface of the cylindrical mold was subjected to electric discharge machining using a copper electrode so as to have a thickness of 11 μm.
【００２９】[0029]
【実施例５】最内層の外周面の表面粗さ（Ｒｚ）が２８
〜５０μｍとなるように、円筒状金型内周面に銅電極を
用いた放電加工処理を施した以外は、実施例１と同様に
して、現像ロールを作製した。Embodiment 5 The outermost surface of the innermost layer has a surface roughness (Rz) of 28.
A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1, except that the inner peripheral surface of the cylindrical mold was subjected to electric discharge machining using a copper electrode so that the inner diameter became 50 μm.
【００３０】[0030]
【比較例１】円筒状金型内周面に粗面化処理を施さない
こと以外は、実施例１と同様にして、現像ロールを作製
した。なお、最内層の外周面の表面粗さ（Ｒｚ）は、１
〜３μｍであった。Comparative Example 1 A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1, except that the inner peripheral surface of the cylindrical mold was not subjected to a surface roughening treatment. The surface roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the innermost layer is 1
３3 μm.
【００３１】[0031]
【比較例２】最内層の外周面の表面粗さ（Ｒｚ）が６０
〜７０μｍとなるように、円筒状金型内周面に銅電極を
用いた放電加工処理を施した以外は、実施例１と同様に
して、現像ロールを作製した。Comparative Example 2 Surface roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the innermost layer is 60
A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1 except that the inner peripheral surface of the cylindrical mold was subjected to electric discharge machining using a copper electrode so that the inner diameter became 70 μm.
【００３２】このようにして得られた各現像ロールにつ
いて、下記の基準に従い、現像ロール表面の表面粗さ
（Ｒｚ、Ｒａ）、複写画質、耐トナーフィルミング性、
電気抵抗値のばらつき、耐久複写画質について比較評価
を行い、その結果を、下記の表１および表２に示した。With respect to each of the developing rolls thus obtained, the surface roughness (Rz, Ra) of the developing roll, copy image quality, toner filming resistance,
Comparative evaluations were made on variations in electric resistance value and durability copy image quality, and the results are shown in Tables 1 and 2 below.
【００３３】〔表面粗さ（Ｒｚ、Ｒａ）〕ＪＩＳ Ｂ
０６０１に準拠して測定した。なお、Ｒｚは、十点平均
粗さであり、Ｒａは算術平均粗さである。[Surface Roughness (Rz, Ra)] JIS B
0601 was measured. Note that Rz is a ten-point average roughness, and Ra is an arithmetic average roughness.
【００３４】〔複写画質〕現像ロールを実際に複写機に
組み込んで複写を行った。そして、ドット再現性が良好
なものを○、やや潰れているものを△、完全に潰れてい
るものを×として表示した。[Copy Image Quality] Copying was carried out by actually incorporating the developing roll into a copying machine. Good dot reproducibility was indicated by 、, slightly crushed △, and completely crushed X.
【００３５】〔耐トナーフィルミング性〕現像ロール表
面に現像剤（トナー）が厚く付着した部分は、帯電性が
悪くなり、複写画質に不良を生じる。具体的には、現像
ロール表面に現像剤の一部が１μｍ以上の厚みで付着す
ると、画質が著しく悪化する。そこで、現像ロールを実
際に複写機に組み込み、３万枚ハーフトーン画像を複写
し、現像ロール表面を目視することにより評価した。す
なわち、トナーが厚み１μｍ以下であったものを○、厚
みが１μｍを超えていたものを△として表示した。[Toner Filming Resistance] In a portion where the developer (toner) is thickly adhered to the surface of the developing roll, the chargeability is deteriorated, and the copy image quality is deteriorated. Specifically, if a part of the developer adheres to the surface of the developing roll with a thickness of 1 μm or more, the image quality is significantly deteriorated. Then, the developing roll was actually incorporated in a copying machine, 30,000-sheet halftone images were copied, and the evaluation was made by visually observing the surface of the developing roll. That is, a toner having a thickness of 1 μm or less was indicated by ○, and a toner having a thickness exceeding 1 μm was indicated by Δ.
【００３６】〔電気抵抗値のばらつき〕図６に示すよう
に、現像ロール２１の表面に針状のピン２２を点接触さ
せて電圧２５０Ｖを印加し、現像ロール２１の軸方向１
ｍｍ間隔で電気抵抗値を測定した。なお、図において、
２３は軸体である。その結果、電気抵抗値のばらつきが
小さいものを○、大きいものを△として表示した。[Dispersion of Electric Resistance Value] As shown in FIG. 6, a voltage of 250 V is applied by bringing a needle-like pin 22 into point contact with the surface of the developing roll 21 and applying a voltage of 250 V in the axial direction of the developing roll 21.
The electrical resistance was measured at mm intervals. In the figure,
23 is a shaft. As a result, a sample having a small variation in the electric resistance value was indicated by a circle, and a sample having a large variation in the electrical resistance was indicated by a triangle.
【００３７】〔耐久複写画質〕現像ロールを実際に複写
機に組み込んで繰り返し複写を行った。そして、５，０
００枚を複写するまでにドット再現性の不良が発生した
ものを×、５，０００〜１０，０００枚複写する間にド
ット再現性の不良が発生したものを△、１０，０００枚
を超えて複写してもドット再現性が良好なものを○とし
て表示した。[Durable Copying Image Quality] The developing roll was actually incorporated in a copying machine, and copying was repeated. And 5,0
X indicates that the dot reproducibility failure occurred before copying 00 sheets, and x indicates that the dot reproducibility failure occurred between 5,000 and 10,000 copies. A sample having good dot reproducibility even after copying was indicated by "O".
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】[0039]
【表２】 [Table 2]
【００４０】上記表１および表２の結果から、実施例１
品〜５品の現像ロールはすべて、電気抵抗値のばらつき
が抑制されていることがわかる。そして、実施例２品の
現像ロールは、電気抵抗値のばらつきの抑制効果に加え
て、複写画質、耐トナーフィルミング性、耐久複写画質
についても良好な結果が得られている。また、実施例１
品および４品の現像ロールは、最内層表面の表面粗さが
比較的小さいため、実施例２品の現像ロールと比べて、
耐トナーフィルミング性および耐久複写画質に多少劣る
ものの、全体としては良好な結果が得られている。さら
に、実施例３品および５品の現像ロールは、最内層表面
の表面粗さが比較的大きいので、実施例２品の現像ロー
ルと比べて、複写画質に多少劣るものの、全体としては
良好な結果が得られている。From the results shown in Tables 1 and 2, from Example 1
It can be seen that the variation of the electric resistance value is suppressed in all of the developing rolls of the products 5 to 5. In addition, the developing roller of the second embodiment obtained good results in copy image quality, toner filming resistance, and durability copy image quality in addition to the effect of suppressing variation in electric resistance value. Example 1
Since the surface roughness of the innermost layer surface is relatively small, the product and the four product development rolls
Although the toner filming resistance and the durability copy image quality are somewhat inferior, good results are obtained as a whole. Further, the developing rolls of the products of Examples 3 and 5 have relatively large surface roughness of the innermost layer surface. Therefore, the image quality is slightly inferior to that of the developing roll of the product of Example 2, but is generally good. The results have been obtained.
【００４１】これに対し、比較例１品の現像ロールは、
最内層が実質的に鏡面であるため、電気抵抗値のばらつ
きが大きく、しかも耐トナーフィルミング性、複写画
像、耐久複写画質のすべてが悪くなっている。また、比
較例２品の現像ロールは、最内層の表面粗さ（Ｒｚ）が
非常に大きいため、複写画質および耐久複写画質が悪く
なっている。On the other hand, the developing roll of Comparative Example 1 was
Since the innermost layer is substantially a mirror surface, the electrical resistance value varies greatly, and the toner filming resistance, the copy image, and the durability copy image quality all deteriorate. Further, in the developing roll of Comparative Example 2, since the innermost layer has a very large surface roughness (Rz), the copy image quality and the durability copy image quality are deteriorated.
【００４２】[0042]
【実施例６】つぎに、最内層の外周面の表面粗さ（Ｒ
ｚ）が１５〜２８μｍとなるようにしたこと以外は、実
施例１と同様にして現像ロールを作製した。[Embodiment 6] Next, the surface roughness (R
A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1 except that z) was adjusted to 15 to 28 μm.
【００４３】[0043]
【比較例３】比較例１と同様にして、現像ロールを準備
した。Comparative Example 3 In the same manner as in Comparative Example 1, a developing roll was prepared.
【００４４】このようにして得られた実施例６品および
比較例３品の現像ロールについて、上記電気抵抗値のば
らつき評価と同様の方法で、電気抵抗値を測定し、その
結果を、図７（実施例６）および図８（比較例３）に示
した。With respect to the developing rolls of Example 6 and Comparative Example 3 thus obtained, the electric resistance was measured in the same manner as in the evaluation of the variation of the electric resistance, and the results were shown in FIG. This is shown in (Example 6) and FIG. 8 (Comparative Example 3).
【００４５】図７および図８に示す結果より、実施例６
品の現像ロールは、比較例３品のものと比較して、電気
抵抗値のばらつきが抑制されていることがわかる。From the results shown in FIG. 7 and FIG.
It can be seen that the variation of the electric resistance value of the product developing roll is suppressed as compared with that of the product of Comparative Example 3.
【００４６】[0046]
【発明の効果】以上のように、本発明の現像ロールは、
軸体と、この外周面に形成された最内層と、この最内層
の外周面に形成された少なくとも二層の被覆層とを備
え、上記最内層の外周面が、特定の表面粗さ（Ｒｚ）と
なるように凹凸粗面に形成されたものである。このた
め、コーティング液を用いて被覆層を形成する場合、コ
ーティング液からなる液膜が大幅に液だれして、塗布む
らが残存してしまうといったことがない。しかも、液だ
れとともに液膜中の導電剤等が移動して、得られる現像
ロールの特性値（電気抵抗値等）にばらつきが生じてし
まうといったこともない。したがって、本発明の現像ロ
ールを複写機に組み込んで長期使用した場合、トナーフ
ィルミングが生じたりせず、良好な複写画質を得ること
ができる。As described above, the developing roll of the present invention
A shaft, an innermost layer formed on the outer peripheral surface, and at least two coating layers formed on the outer peripheral surface of the innermost layer, wherein the outer peripheral surface of the innermost layer has a specific surface roughness (Rz ). For this reason, when the coating layer is formed using the coating liquid, the liquid film made of the coating liquid does not drool drastically and the coating unevenness does not remain. In addition, the conductive agent or the like in the liquid film is not moved with the dripping, and the characteristic value (electric resistance value or the like) of the obtained developing roll does not vary. Therefore, when the developing roll of the present invention is incorporated in a copying machine and used for a long time, toner filming does not occur, and good copy image quality can be obtained.
【００４７】特に、上記被覆層を中間層および最外層の
二層にした場合には、電子写真複写機用の現像ロールと
して最適なものとなる。In particular, when the above-mentioned coating layer is composed of two layers, an intermediate layer and an outermost layer, it becomes optimal as a developing roll for an electrophotographic copying machine.
【図１】本発明の現像ロールの一例を示す断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view showing an example of a developing roll of the present invention.
【図２】図１に示す現像ロールの模式的拡大断面図であ
る。FIG. 2 is a schematic enlarged sectional view of the developing roll shown in FIG.
【図３】銅電極を用いた放電加工処理を説明するための
説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining an electric discharge machining process using a copper electrode.
【図４】本発明の現像ロールの製法を示す説明図であ
る。FIG. 4 is an explanatory view showing a method for producing a developing roll of the present invention.
【図５】本発明の現像ロールの表面状態を示す模式的説
明図である。FIG. 5 is a schematic explanatory view showing a surface state of a developing roll of the present invention.
【図６】現像ロールの電気抵抗値を測定する方法を示す
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a method of measuring an electric resistance value of a developing roll.
【図７】実施例６品の現像ロールについて、軸方向１ｍ
ｍ間隔の電気抵抗値の測定値を示すグラフ図である。FIG. 7 shows a developing roll of a product of Example 6 in an axial direction of 1 m.
It is a graph which shows the measured value of the electric resistance value of m intervals.
【図８】比較例３品の現像ロールについて、軸方向１ｍ
ｍ間隔の電気抵抗値の測定値を示すグラフ図である。FIG. 8 shows a developing roller of Comparative Example 3 which was 1 m in the axial direction.
It is a graph which shows the measured value of the electric resistance value of m intervals.
【図９】従来の現像ロールの表面状態を示す模式的説明
図である。FIG. 9 is a schematic explanatory view showing a surface state of a conventional developing roll.
１ 軸体 ２ 最内層 ３ 中間層 ４ 最外層 1 shaft 2 innermost layer 3 middle layer 4 outermost layer
フロントページの続き (72)発明者 大鍬 憲一 愛知県小牧市大字北外山字哥津3600番地 東海ゴム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AD06 FA01 FA02 FA12 FA25Continuation of the front page (72) Inventor Kenichi Ohhoe Komaki City, Aichi Prefecture Oita Kitagaiyama character Gezu 3600 Tokai Rubber Industries Co., Ltd. F term (reference) 2H077 AD06 FA01 FA02 FA12 FA25
Claims (3)
と、この最内層の外周面に形成された少なくとも二層の
被覆層とを備えた現像ロールであって、上記最内層の外
周面が凹凸粗面に形成され、かつその表面粗さ（Ｒｚ）
が４〜５０μｍの範囲に設定されていることを特徴とす
る現像ロール。1. A developing roll comprising a shaft, an innermost layer formed on an outer peripheral surface thereof, and at least two coating layers formed on an outer peripheral surface of the innermost layer. The outer peripheral surface is formed as a rough surface, and its surface roughness (Rz)
Is set in the range of 4 to 50 μm.
中の溶剤を揮散させることにより形成されている請求項
１記載の現像ロール。2. The developing roll according to claim 1, wherein the coating layer is formed by volatilizing a solvent in a liquid film composed of a coating liquid.
かつその表面粗さ（Ｒｚ）が４〜５０μｍの範囲に設定
された最内層が形成され、この最内層の外周面に中間層
が形成され、この中間層の外周面に最外層が形成されて
いる請求項１または２記載の現像ロール。3. An outer peripheral surface of a shaft body, the outer peripheral surface of which is an uneven rough surface,
In addition, an innermost layer having a surface roughness (Rz) set in the range of 4 to 50 μm is formed, an intermediate layer is formed on an outer peripheral surface of the innermost layer, and an outermost layer is formed on an outer peripheral surface of the intermediate layer. The developing roll according to claim 1 or 2, wherein
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|---|---|---|---|---|
| WO2007056903A1 (en) * | 2005-11-21 | 2007-05-24 | Skc Precision | Aluminum sleeve for magnetic development roller |
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1998
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| US9727005B2 (en) | 2014-07-24 | 2017-08-08 | Sumitomo Rubber Industries, Ltd. | Semiconductive roller |
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