JP2005133832A - Conductive roller and core bar used in the same - Google Patents

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Hiroshi Ukai
浩 鵜飼
Yukio Oyama
幸男 大山
Tetsuya Ito
哲也 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive roller and a core bar used in the same capable of coping with the fluctuation of the resistance of the roller with the lapse of time, which can not be improved only by using a coating layer. <P>SOLUTION: In this conductive roller comprising the core bar and the coating layer 4 formed on an outer periphery of the core bar, the core bar is composed of a cylindrical conductive sleeve 3, a pair of left and right insulating bearings 3 for closing both end openings of the sleeve 3, and a conductive shaft 1 inserted between both bearings 2 for coaxially rotating the sleeve 3 and the bearing 2, and the sleeve 3 and the shaft 1 are connected by an electric resistor 5 having specific electric resistance. This core bar is used in the conductive roller. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機,プリンター,ファクシミリ等の電子写真装置に用いられる帯電ロール等の導電性ロールおよびそれに用いる芯金に関するものである。   The present invention relates to a conductive roll such as a charging roll used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile, and a core bar used therefor.

一般に、プリンター等の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し、このトナー像を複写紙に転写することにより複写を行うものである。この場合において、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ったことが行われる。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、導電性ロールの一種である帯電ロールを、感光ドラム表面に直接接触させる方式(接触帯電方式)が採用されている。   In general, copying by an electrophotographic copying machine such as a printer is performed as follows. In other words, a document image is formed as an electrostatic latent image on a photosensitive drum that rotates about its axis, and a toner image is formed by adhering toner to the image. Then, the toner image is transferred to a copy sheet for copying. is there. 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 a document image is projected onto the charged portion via the optical system, and is exposed to light. For example, an electrostatic latent image is formed by canceling the charging of the portion. As a method for charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, recently, there is a method (contact charging method) in which a charging roll, which is a kind of conductive roll, is brought into direct contact with the surface of the photosensitive drum. It has been adopted.

上記プリンター等の電子写真装置に用いられる導電性ロールには、上記帯電ロール以外にも、現像ロール、転写ロール等がある。そして、これら導電性ロールとしては、例えば、金属製の中実体からなる芯金の外周面に、導電性を有する樹脂層やゴム層を被覆形成してなる、多層構造のロールが一般的である(例えば、特許文献1参照)。
特開平5−297710号公報
In addition to the charging roll, the conductive roll used in the electrophotographic apparatus such as the printer includes a developing roll and a transfer roll. And as these conductive rolls, for example, a roll having a multilayer structure in which an outer peripheral surface of a metal core made of a metal is coated with a conductive resin layer or rubber layer is generally used. (For example, refer to Patent Document 1).
JP-A-5-297710

上記例示のロールも含め、現行の導電性ロールの多くは、上記樹脂層やゴム層といった被覆層の形成材料中に添加するカーボンブラック等の電子導電剤や、第四級アンモニウム等のイオン導電剤によって、そのロール自体の電気特性を適宜調整している。そして、上記各導電剤の種類やその配合量を適宜調整したり、各層の構成を適宜変更することにより、ロールの使用環境や使用条件に起因し経時的に生じる抵抗変動を抑止し、機能上の不具合が起こらないようにしている。   Many of the current conductive rolls including the above-described rolls are made of an electronic conductive agent such as carbon black or an ionic conductive agent such as quaternary ammonium added to the coating layer forming material such as the resin layer or the rubber layer. Thus, the electrical characteristics of the roll itself are appropriately adjusted. Then, by appropriately adjusting the type of each conductive agent and the amount of the conductive agent, or by appropriately changing the configuration of each layer, resistance fluctuations that occur over time due to the use environment and use conditions of the roll can be suppressed. The problem is not to occur.

しかしながら、上記被覆層中の導電剤により電気特性を調整した導電性ロールは、例えば、下記(A)あるいは(B)のような場合、その被覆層での解決に限界が生じる。
(A)長期使用による電気劣化に対する導電剤の使用量増量。
(B)イオン導電をメインにした系での環境依存性克服。
However, the conductive roll whose electric characteristics are adjusted by the conductive agent in the coating layer has a limit in the solution in the coating layer in the following cases (A) or (B).
(A) Increase in the amount of conductive agent used against electrical deterioration due to long-term use.
(B) Overcoming environmental dependence in systems based on ionic conduction.

すなわち、上記(A)の場合、導電剤の使用量を増量すると、ロールの耐久寿命が延びるといった利点があるものの、初期的な電気特性を満たせなくなるおそれがあるからである。また、導電剤の増量は、ブルーム発生やコストアップにもつながる。一方、上記(B)の場合、イオン導電剤のみでは温度・湿度に対する環境依存性が大きいことから、これを解消するため、通常、カーボンブラック等の電子導電剤との併用がなされる。ところが、環境依存性が克服されるまで電子導電剤を使用すると、加工性においてデメリットを生じるおそれがある。   That is, in the case of the above (A), although there is an advantage that the durable life of the roll is extended when the amount of the conductive agent used is increased, there is a possibility that the initial electrical characteristics may not be satisfied. Moreover, the increase in the amount of the conductive agent leads to the generation of bloom and the cost increase. On the other hand, in the case of (B), since the ionic conductive agent alone has a large environmental dependency on the temperature and humidity, in order to eliminate this, usually, it is used together with an electronic conductive agent such as carbon black. However, if an electronic conductive agent is used until the environmental dependency is overcome, there is a risk of demerits in workability.

また、上述のように、現行の導電性ロールは、芯金の外周に被覆形成される被覆層により電気抵抗値が設定されていることから、製品(ロール)完成後は、その電気抵抗を調整することは不可能である。そのため、長期使用等によりロールの抵抗変動が顕著になったら、通常、廃棄処分して新品に交換するしかなかった。   In addition, as described above, the current conductive roll has an electric resistance value set by the coating layer formed on the outer periphery of the core metal, so the electric resistance is adjusted after the product (roll) is completed. It is impossible to do. For this reason, when the resistance fluctuation of the roll becomes remarkable due to long-term use or the like, usually, there is no choice but to discard and replace it with a new one.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、被覆層のみでは改善不可能な、経時的に生じるロールの抵抗変動に対処することができる導電性ロールおよびそれに用いる芯金の提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a conductive roll capable of coping with fluctuations in roll resistance that occurs over time, which cannot be improved only by a coating layer, and a core metal used therefor. Objective.

上記の目的を達成するために、本発明は、芯金と、その外周に形成された被覆層とを備えた導電性ロールであって、上記芯金が、円筒状の導電性スリーブと、上記スリーブの両端開口を塞ぐ左右一対の絶縁性軸受と、上記両軸受を挿通し上記スリーブと軸受とを同軸回転させる導電性シャフトと、によって形成され、かつ上記スリーブとシャフトとが、所定の電気抵抗を有する電気抵抗体によって連結されている導電性ロールを第1の要旨とし、上記導電性ロールに用いる芯金を第2の要旨とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a conductive roll comprising a metal core and a coating layer formed on the outer periphery thereof, wherein the metal core includes a cylindrical conductive sleeve, A pair of left and right insulative bearings that block the opening at both ends of the sleeve, and a conductive shaft that passes through both the bearings and rotates the sleeve and the bearing coaxially, and the sleeve and the shaft have a predetermined electric resistance. A conductive roll connected by an electric resistor having the above is defined as a first gist, and a core metal used for the conductive roll is defined as a second gist.

すなわち、本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、ロールの芯金部を、ロールの抵抗調整に関与させることを想起した。すなわち、ロールの抵抗調整は、従来では、被覆層のみによって行われ、芯金部は殆ど関与していなかったが、芯金部の構成を工夫することにより、被覆層のみでは改善不可能な、経時的に生じるロールの抵抗変動に対処することができるのではないかと考えた。そして、上記芯金部について研究を重ねた結果、円筒状の導電性スリーブと、上記スリーブの両端開口を塞ぐ左右一対の絶縁性軸受と、上記両軸受を挿通し上記スリーブと軸受とを同軸回転させる導電性シャフトと、によって芯金を形成し、かつ上記スリーブとシャフトとを、所定の電気抵抗を有する電気抵抗体によって連結するといった構成とすると、上記シャフト端部から電流を供給した際に、電気抵抗体によって制限された電流がスリーブへ流れるようになることから、上記電気抵抗体の抵抗値を適宜設定することにより、ロール全体の抵抗値を調整することができることを見いだし、本発明に到達した。   That is, the present inventors have intensively studied to solve the above problems. In the course of that research, I recalled that the core of the roll was involved in the resistance adjustment of the roll. That is, the resistance adjustment of the roll is conventionally performed only by the coating layer, and the cored bar part was hardly involved, but by improving the configuration of the cored bar part, it cannot be improved only by the coating layer, We thought that it would be possible to cope with roll resistance fluctuations that occur over time. As a result of repeated research on the cored bar portion, a cylindrical conductive sleeve, a pair of left and right insulating bearings that block the opening at both ends of the sleeve, and the sleeve and the bearing are coaxially rotated through the both bearings. When a current is supplied from the shaft end when the core is formed by the conductive shaft and the sleeve and the shaft are connected by an electric resistor having a predetermined electric resistance, Since the current limited by the electric resistor flows to the sleeve, it was found that the resistance value of the entire roll can be adjusted by appropriately setting the resistance value of the electric resistor, and the present invention has been achieved. did.

上記のように、本発明の導電性ロールは、その芯金が、円筒状の導電性スリーブと、上記スリーブの両端開口を塞ぐ左右一対の絶縁性軸受と、上記両軸受を挿通し上記スリーブと軸受とを同軸回転させる導電性シャフトと、によって形成され、かつ上記スリーブとシャフトとが、所定の電気抵抗を有する電気抵抗体によって連結されている。これにより、ロール全体の抵抗値を任意に決めることができ、芯金の外周に形成される被覆層のみでは改善不可能な、経時的に生じるロールの抵抗変動に対処することができる。   As described above, the conductive roll of the present invention includes a cylindrical conductive sleeve having a cylindrical shape, a pair of left and right insulating bearings that block the opening at both ends of the sleeve, and the sleeve passing through both the bearings. The conductive shaft that rotates the bearing coaxially is formed, and the sleeve and the shaft are connected by an electric resistor having a predetermined electric resistance. Thereby, the resistance value of the whole roll can be determined arbitrarily, and it is possible to cope with the roll resistance fluctuation that occurs with time, which cannot be improved only by the coating layer formed on the outer periphery of the cored bar.

特に、上記電気抵抗体が、上記絶縁性軸受と一体化した状態で設けられていると、芯金の構成が簡素化されるとともに、上記電気抵抗体の断線が生じにくく、耐久性の点でより優れる。   In particular, when the electrical resistor is provided in an integrated state with the insulating bearing, the configuration of the cored bar is simplified, and the electrical resistor is less likely to be disconnected. Better.

また、上記電気抵抗体が、その抵抗値が可変自在となる構造を備えていると、ロール抵抗の環境変化や経時劣化に容易に対応することができ、その抵抗値を一定に保つことが容易となる。   In addition, if the electric resistor has a structure in which the resistance value can be varied, it is possible to easily cope with environmental changes and deterioration with time of the roll resistance, and it is easy to keep the resistance value constant. It becomes.

そして、上記導電性ロールに用いる芯金は、その電気抵抗体の特性によって、適宜、電流の制限が可能であることから、通常の導電性ロールへの使用はもとより、特に、被覆層のみでは改善不可能な、経時的な抵抗変動を生じやすい導電性ロールへの使用に適する。   The core metal used for the conductive roll can be appropriately limited in current depending on the characteristics of the electric resistor, so that it can be used not only for a normal conductive roll, but particularly for the coating layer alone. Suitable for use in conductive rolls, which are not likely to cause resistance fluctuations over time.

つぎに、本発明の実施の形態を詳しく説明する。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail.

本発明の導電性ロールは、例えば、図1に示すように、特殊な芯金と、その外周に形成された被覆層4とを備えている。上記芯金は、円筒状の導電性スリーブ3と、上記導電性スリーブ3の両端開口を塞ぐ左右一対の絶縁性軸受2と、上記両軸受2を挿通し上記導電性スリーブ3と絶縁性軸受2とを同軸回転させる導電性シャフト1と、によって形成され、かつ上記導電性スリーブ3と導電性シャフト1とが、所定の電気抵抗を有する電気抵抗体5によって、はんだ付け等を用い連結されている。このように、上記導電性スリーブ3と導電性シャフト1とは、電気抵抗体5を介し、導通するようになっている。   The electroconductive roll of this invention is equipped with the special metal core and the coating layer 4 formed in the outer periphery, as shown, for example in FIG. The metal core includes a cylindrical conductive sleeve 3, a pair of left and right insulating bearings 2 that closes the openings at both ends of the conductive sleeve 3, and the conductive sleeve 3 and the insulating bearing 2 that are inserted through the both bearings 2. And the conductive sleeve 3 and the conductive shaft 1 are connected to each other by soldering or the like by an electric resistor 5 having a predetermined electric resistance. . As described above, the conductive sleeve 3 and the conductive shaft 1 are electrically connected via the electrical resistor 5.

上記導電性シャフト1としては、特に限定されるものではなく、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄等からなる非磁性の金属シャフトがあげられる。   The conductive shaft 1 is not particularly limited, and examples thereof include a nonmagnetic metal shaft made of stainless steel, aluminum, iron or the like.

上記一対の絶縁性軸受2としては、先述の導電性スリーブ3の両端開口を塞ぐことができ、かつ、上記導電性シャフト1の端部を挿通させ固定させ得るものであれば、特に限定はなく、例えば、導電性シャフト1を挿通固定するための孔部を中央に設けた円形蓋体等があげられる。また、上記絶縁性軸受2の形成材料としては、特に限定されるものではないが、なかでも、ポリプロピレン,ポリテトラフルオロエチレン(PTFE),エンジニアリングプラスチック等が、強度および絶縁性に優れることから好ましい。   The pair of insulative bearings 2 is not particularly limited as long as both ends of the above-described conductive sleeve 3 can be closed and the end of the conductive shaft 1 can be inserted and fixed. For example, a circular lid provided with a hole for inserting and fixing the conductive shaft 1 in the center can be used. In addition, the material for forming the insulating bearing 2 is not particularly limited, and among them, polypropylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), engineering plastic, and the like are preferable because of excellent strength and insulating properties.

上記導電性スリーブ3としては、例えば、アルミニウム,ニッケル,チタン,鉄,銅等の金属からなる円筒体で、均一な厚みを有し、剛性に優れるものが用いられる。   As the conductive sleeve 3, for example, a cylindrical body made of a metal such as aluminum, nickel, titanium, iron, copper, etc., having a uniform thickness and excellent rigidity is used.

上記導電性スリーブ3と導電性シャフト1とを連結する電気抵抗体5としては、特に限定されるものではないが、例えば、図1に示すような、銅線等によって形成されたコイル状のものや、市販の抵抗器があげられる。なお、上記電気抵抗体5は、図示のような態様で連結する以外にも、例えば、上記導電性スリーブ3内部に形成された空隙(上記導電性スリーブ3と導電性シャフト1との間の空隙)に電気抵抗体5を設け、両者を連結するようにしてもよい。ところで、上記電気抵抗体5が、図1と異なり、上記絶縁性軸受2と一体化した状態で設けられていると、芯金の構成を簡素化できるとともに、上記電気抵抗体5の断線が生じにくく、耐久性の点でより優れるようになる。ここで、上記「一体化」とは、上記絶縁性軸受2に電気抵抗体5が接着あるいは埋設されている場合以外にも、上記絶縁性軸受2自体が、電気抵抗体としての機能を備えているような場合も含まれる。   The electrical resistor 5 that connects the conductive sleeve 3 and the conductive shaft 1 is not particularly limited. For example, as shown in FIG. 1, a coil-shaped one formed of a copper wire or the like is used. And commercially available resistors. The electrical resistor 5 may be connected in a manner as shown in the figure, for example, a gap formed inside the conductive sleeve 3 (a gap between the conductive sleeve 3 and the conductive shaft 1). ) May be provided with an electrical resistor 5 to couple them together. By the way, when the electrical resistor 5 is provided in an integrated state with the insulating bearing 2 unlike FIG. 1, the configuration of the cored bar can be simplified and the electrical resistor 5 is disconnected. It becomes difficult and becomes superior in terms of durability. Here, the term “integrated” means that the insulating bearing 2 itself has a function as an electric resistor, in addition to the case where the electric resistor 5 is bonded or embedded in the insulating bearing 2. This includes cases where

また、上記電気抵抗体5は、必要に応じ、他の異なる抵抗値を有する電気抵抗体と交換自在とすると、ロール抵抗の環境変化や経時劣化に対応することができ、その結果、ロールの寿命をより延ばすことができる。さらに、上記電気抵抗体5が、その抵抗値が可変自在となる構造を備えていると、環境変化等に容易に対応することができるため、好ましい。このようなものとしては、例えば、図2に示すような構造のものがあげられる。すなわち、図において、5a,5b,5cは、それぞれ異なる抵抗値を有する電気抵抗体であり、これらは、その一端が導電性シャフト1に導通し、かつ、絶縁性軸受2と一体化した状態で、導電性スリーブ3の内部空間内に設置されている。そして、上記導電性スリーブ3に対し、導電性シャフト1をクリック的に回し、これと連動する3種類の電気抵抗体(5a,5b,5c)のなかから、最も適した抵抗値を有するものを、上記導電性スリーブ3内周面に形成された接点3aと接触させ(カチッという音等で確認できる)導通させることにより、所望の電気抵抗を有するロールとすることができる。   Further, if the electrical resistor 5 can be exchanged with other electrical resistors having different resistance values as required, it can cope with the environmental change and deterioration with time of the roll resistance, and as a result, the life of the roll. Can be extended more. Furthermore, it is preferable that the electrical resistor 5 has a structure in which the resistance value can be varied because it can easily cope with environmental changes and the like. As such a thing, the thing of a structure as shown in FIG. 2 is mention | raise | lifted, for example. That is, in the drawing, 5a, 5b, and 5c are electric resistors having different resistance values, respectively, and one end thereof is electrically connected to the conductive shaft 1 and integrated with the insulating bearing 2. The conductive sleeve 3 is installed in the internal space. Then, the conductive shaft 1 is rotated by clicking with respect to the conductive sleeve 3, and the one having the most suitable resistance value among the three types of electric resistors (5a, 5b, 5c) interlocked therewith is selected. By making contact with the contact 3a formed on the inner peripheral surface of the conductive sleeve 3 (which can be confirmed by a clicking sound or the like), a roll having a desired electric resistance can be obtained.

上述のような特殊な芯金の外周に形成される被覆層4の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),エピクロルヒドリンゴム,アクリルゴム,エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR),スチレン−ブタジエンゴム(SBR),ブタジエンゴム(BR),イソプレンゴム(IR),天然ゴム(NR)等のゴムや、ポリアミド系樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,メラミン樹脂,フェノール樹脂,エポキシ樹脂,ウレタン樹脂,シリコーン樹脂等の樹脂があげられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また、導電性付与のため、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−SnO2 、イオン導電剤(第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等)等の従来公知の導電剤が、上記材料中に適宜添加される。さらに、必要に応じて、発泡剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫助剤、加工助剤、オイル等を適宜添加してもよい。 The material of the coating layer 4 formed on the outer periphery of the special core metal as described above is not particularly limited. For example, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), epichlorohydrin rubber, acrylic rubber, ethylene-propylene- Rubbers such as diene rubber (EPDM), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), and polyamide resins , Fluororesin, acrylic resin, melamine resin, phenol resin, epoxy resin, urethane resin, silicone resin and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. Also, for imparting conductivity, carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2, c- ZnO, c-SnO 2, an ion conductive agent (quaternary ammonium salt, borate, surfactant A conventionally known conductive agent such as an agent is appropriately added to the material. Furthermore, if necessary, a foaming agent, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a vulcanization aid, a processing aid, oil, and the like may be added as appropriate.

本発明の導電性ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、図1に示すように、導電性シャフト1と、一対の絶縁性軸受2と、導電性スリーブ3と、電気抵抗体5とから、芯金を作製する。一方で、上記被覆層4の材料を調製し、これを、押出機を用いて押出成形し、160〜200℃で1〜2時間程度熱処理し、加硫させることにより、被覆層4となるチューブを作製する。そして、上記芯金の外周面に、必要に応じ接着剤を塗布した後、上記チューブ内に芯金を圧入し、芯金の外周を上記チューブで被覆することにより、目的とする導電性ロールを得ることができる。   The conductive roll of the present invention can be produced, for example, as follows. That is, first, as shown in FIG. 1, a metal core is manufactured from a conductive shaft 1, a pair of insulating bearings 2, a conductive sleeve 3, and an electrical resistor 5. On the other hand, the tube which becomes the coating layer 4 is prepared by preparing the material of the coating layer 4 and extruding it using an extruder, heat-treating at 160 to 200 ° C. for about 1 to 2 hours, and vulcanizing. Is made. And after apply | coating an adhesive agent to the outer peripheral surface of the said metal core as needed, the metal core is press-fitted in the said tube, and the outer periphery of a metal core is coat | covered with the said tube, The target electroconductive roll is carried out. Can be obtained.

また、上記導電性ロールの製造は、つぎのようにして行うこともできる。すなわち、まず、電気抵抗体5を除いた構成部品で芯金を作製した後、その外周面に、必要に応じ接着剤を塗布する。ついで、上記芯金とともに被覆層4の材料を押出し、芯金上に被覆層(未加硫)を捲き付かせ、芯金ごと被覆層(未加硫)を、160〜200℃で1〜2時間程度熱処理し、加硫させることにより、芯金の外周に被覆層4を形成する。そして、最後に、電気抵抗体5を、図1に示すように取り付けることにより、目的とする導電性ロールが得られる。   The conductive roll can also be produced as follows. That is, first, after producing a cored bar with components excluding the electric resistor 5, an adhesive is applied to the outer peripheral surface as necessary. Next, the material of the coating layer 4 is extruded together with the core metal, the coating layer (unvulcanized) is rubbed onto the core metal, and the coating layer (unvulcanized) together with the core metal is 1-2 at 160 to 200 ° C. The coating layer 4 is formed on the outer periphery of the cored bar by heat treatment for about an hour and vulcanization. And finally, the electrical resistance body 5 is attached as shown in FIG. 1, and the target electroconductive roll is obtained.

さらに、上記被覆層4は、上記のような押出成形以外にも、例えば、その材料を、MEK等の有機溶剤に溶解し、サンドミル等で分散することにより、コーティング液とし、これをロールコーティング法、スプレーコーティング法、ディッピング法等により芯金の外周面に塗布し、乾燥した後、所定の条件で加熱加硫を行うことにより形成することもできる。   Further, in addition to the above-described extrusion molding, the coating layer 4 is, for example, dissolved in an organic solvent such as MEK and dispersed with a sand mill or the like to form a coating liquid, which is a roll coating method. It can also be formed by applying to the outer peripheral surface of the cored bar by spray coating method, dipping method, etc., drying, and then heat vulcanizing under predetermined conditions.

このようにして得られる本発明の導電性ロールにおいて、上記芯金の寸法は、特に限定されるものではないが、通常、直径5〜8mmの導電性シャフトと、内径11〜15mmで、厚み0.3〜1.5mm程度の導電性スリーブによって構成されたものが用いられる。また、上記芯金の外周に形成される被覆層の厚みは、特に限定はないが、通常、0.3〜1.5mmの範囲内に設定され、好ましくは0.5〜1.2mmの範囲内である。   In the conductive roll of the present invention thus obtained, the dimensions of the core metal are not particularly limited. Usually, the conductive shaft has a diameter of 5 to 8 mm, the inner diameter is 11 to 15 mm, and the thickness is 0. The one constituted by a conductive sleeve of about 3 to 1.5 mm is used. Further, the thickness of the coating layer formed on the outer periphery of the core metal is not particularly limited, but is usually set in a range of 0.3 to 1.5 mm, preferably in a range of 0.5 to 1.2 mm. Is within.

なお、本発明の導電性ロールにおいて、例えば、長期の通電等に起因する電気劣化は、導電性スリーブと導電性シャフトとを連結する電気抵抗体を、抵抗値の低いものに替えることにより、対処することができる。また、例えば、先の〔発明が解決しようとする課題〕の欄において述べた、(A)の、導電剤の使用量を増量したような場合では、その被覆層の電気抵抗を可能な限り低めに設定し、さらに可変式の電気抵抗体を組合わせ、初期においては、その抵抗値を高く設定し、徐々に低く可変させることにより、初期と同様の抵抗値を維持することができる。さらに、同欄に記載の、(B)の、イオン導電をメインにした系での環境依存性は、感温式の電気抵抗体を組合わせたり、抵抗値の異なる抵抗体を複数セットし任意に切り替えることにより、克服することができる。すなわち、低温低湿環境下では、電気抵抗体の抵抗値を小さくするよう抵抗体を交換等し、逆に、高温高湿環境下では、電気抵抗体の抵抗値を大きくするよう抵抗体を交換等することにより、一定のロール抵抗を維持することができ、プリント画像の濃度むらを抑えることができる。   In the conductive roll of the present invention, for example, electrical deterioration caused by long-term energization or the like can be dealt with by replacing the electrical resistor connecting the conductive sleeve and the conductive shaft with one having a low resistance value. can do. Further, for example, in the case where the amount of the conductive agent used in (A) is increased as described in the above section [Problems to be solved by the invention], the electrical resistance of the coating layer is made as low as possible. In addition, by combining variable electric resistors and setting the resistance value to be high at the initial stage and gradually changing the resistance value, the same resistance value as that at the initial stage can be maintained. Furthermore, the environmental dependency in the system of (B), which mainly uses ionic conduction, described in the same column can be determined by combining temperature sensitive electric resistors or by setting multiple resistors with different resistance values. It can be overcome by switching to. That is, in a low-temperature and low-humidity environment, the resistor is replaced so as to reduce the resistance value of the electric resistor. Conversely, in a high-temperature and high-humidity environment, the resistor is replaced so as to increase the resistance value. By doing so, a constant roll resistance can be maintained, and the uneven density of the printed image can be suppressed.

また、本発明の導電性ロールは、その芯金の構成が最大の特徴であることから、芯金の外周に形成される被覆層は、特に限定されるものではなく、さらに、図1に示したような単層構造にも限定されない。したがって、必要に応じ、上記被覆層を、2層以上の積層構造としても差し支えない。   Moreover, since the conductive roll of the present invention has the greatest feature in the configuration of the cored bar, the coating layer formed on the outer periphery of the cored bar is not particularly limited, and is further shown in FIG. It is not limited to such a single layer structure. Therefore, if necessary, the covering layer may have a laminated structure of two or more layers.

そして、本発明の導電性ロールは、電子写真複写機、プリンター、ファクシミリ等のOA機器の帯電ロールに好適に用いられるほか、現像ロール、転写ロール等にも適用することができる。   The conductive roll of the present invention can be suitably used as a charging roll for OA equipment such as an electrophotographic copying machine, a printer, and a facsimile machine, as well as a developing roll and a transfer roll.

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.

〔被覆層用材料の調製〕
エピクロルヒドリンゴム100重量部(以下、「部」と略す)と、アルキルトリメチルアンモニウムパークロライド1部と、シリカ50部と、硫黄2部と、ジベンゾチアゾールジスルフィド5部と、酸化亜鉛10部と、ステアリン酸1部とを配合し、ロールを用いて混練して、被覆層用材料を調製した。
(Preparation of coating layer material)
Epichlorohydrin rubber 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “parts”), alkyltrimethylammonium perchloride 1 part, silica 50 parts, sulfur 2 parts, dibenzothiazole disulfide 5 parts, zinc oxide 10 parts, stearic acid 1 part was blended and kneaded using a roll to prepare a coating layer material.

〔導電性ロールの作製〕
SUM22製シャフト(直径6mm、長さ293mm)と、アルミ製スリーブ(内径12mm、長さ273mm、厚み1mm)と、一対のポリプロピレン製円形軸受(直径6mm)と、銅製の電気抵抗体(0.8MΩ)とを準備し、これらを用いて図1に示すような芯金を作製した。なお、シャフトとスリーブに対する電気抵抗体の結合は、はんだ付けにより行った。一方で、上記調製の被覆層用材料を、押出機を用いて押出成形し、180℃×1時間熱処理し加硫させることにより、厚み1mmのチューブを作製した。そして、上記芯金の外周面に、接着剤を塗布した後、上記チューブ内に芯金を圧入し、芯金の外周を上記チューブで被覆することにより、目的とする、単層構造の導電性ロールを得た(図1参照)。
[Preparation of conductive roll]
SUM22 shaft (diameter 6 mm, length 293 mm), aluminum sleeve (inner diameter 12 mm, length 273 mm, thickness 1 mm), a pair of polypropylene circular bearings (diameter 6 mm), and copper electrical resistor (0.8 MΩ) And a cored bar as shown in FIG. 1 was produced using these. The electrical resistor was connected to the shaft and the sleeve by soldering. On the other hand, the coating layer material prepared as described above was extruded using an extruder, heat treated at 180 ° C. for 1 hour, and vulcanized to produce a tube having a thickness of 1 mm. And after apply | coating an adhesive agent to the outer peripheral surface of the said metal core, the metal core is press-fitted in the said tube, and the outer periphery of a metal core is coat | covered with the said tube, The intended electroconductive of single layer structure A roll was obtained (see FIG. 1).

上記のようにして得られた実施例の導電性ロールに対し、常温常湿(23℃,53%RH)環境下で−300Vの電圧を印加すると、そのときの抵抗値は1.0×106 Ωを示した。そして、このロールを、帯電ロールとして電子写真プリンターに組み込んで画像出しを行ったところ、画像むらは全く見られなかった。一方、上記抵抗値の測定を、低温低湿(15℃,10%RH)環境下で行ったところ、その抵抗値は1.0×106 Ωを下回ったが、芯金の電気抵抗体を、低抵抗のもの(0Ω)に交換することにより、上記抵抗値を1.0×106 Ωに設定することができた。他方、上記抵抗値の測定を、高温高湿(32℃,85%RH)環境下で行ったところ、その抵抗値は1.0×106 Ωを上回ったが、芯金の電気抵抗体を、高抵抗のもの(1MΩ)に交換することにより、上記抵抗値を1.0×106 Ωに設定することができた。そして、このように設定されたロールを、各環境条件に適合するよう用い、上記方法に準じて画像出しすることにより、環境条件に左右されずに画像むらのない画像出しを行うことができた。 When a voltage of −300 V is applied to the conductive roll of the example obtained as described above in a normal temperature and normal humidity (23 ° C., 53% RH) environment, the resistance value at that time is 1.0 × 10. 6 Ω was shown. When this roll was incorporated in an electrophotographic printer as a charging roll and images were taken out, no image unevenness was found. On the other hand, when the resistance value was measured in a low-temperature and low-humidity (15 ° C., 10% RH) environment, the resistance value was less than 1.0 × 10 6 Ω. The resistance value could be set to 1.0 × 10 6 Ω by replacing with a low resistance one (0Ω). On the other hand, when the resistance value was measured in a high temperature and high humidity (32 ° C., 85% RH) environment, the resistance value exceeded 1.0 × 10 6 Ω. The resistance value could be set to 1.0 × 10 6 Ω by replacing it with a high resistance (1 MΩ). Then, using the roll set in this way so as to conform to each environmental condition, and by outputting an image according to the above method, it was possible to output an image without unevenness regardless of the environmental condition. .

図2に示すような、3種類の電気抵抗体(0Ω,0.8MΩ,1MΩ)が切り換え自在の芯金を用い、実施例1に準じ、導電性ロールを作製した。そして、この導電性ロールは、実施例1と同様の結果が得られたとともに、電気抵抗体が切り換え自在であることから、実施例1よりも、環境変化等に容易に対応することができた。   A conductive roll was produced in accordance with Example 1 using a core bar in which three types of electric resistors (0Ω, 0.8 MΩ, and 1 MΩ) were switchable as shown in FIG. And this electroconductive roll was able to respond to an environmental change etc. more easily than Example 1 since the result similar to Example 1 was obtained, and an electrical resistor can be switched freely. .

〔比較例〕
芯金として、直径6mmの中実体からなる金属シャフト(SUM22製)を用いた。これ以外は、実施例1と同様にして、単層構造の導電性ロールを得た。
[Comparative example]
A metal shaft (manufactured by SUM22) made of a solid body having a diameter of 6 mm was used as the core metal. Except this, it carried out similarly to Example 1, and obtained the conductive roll of single layer structure.

上記のようにして得られた比較例の導電性ロールに対し、低温低湿(15℃,10%RH)環境下で−300Vの電圧を印加すると、そのときの抵抗値は1.0×106 Ωを示した。そして、このロールを、帯電ロールとして電子写真プリンターに組み込んで画像出しを行ったところ、画像むらは全く見られなかった。ところが、上記抵抗値の測定を、常温常湿(23℃,53%RH)環境下で行ったところ、そのときの抵抗値は1.7×105 Ωを示し、さらに、高温高湿(32℃,85%RH)環境下で行ったところ、その抵抗値は3.5×104 Ωを示した。そのため、このロールを用い、常温常湿および高温高湿環境下で画像出しすると、画像むらが生じた。 When a voltage of −300 V is applied to the conductive roll of the comparative example obtained as described above in a low temperature and low humidity (15 ° C., 10% RH) environment, the resistance value at that time is 1.0 × 10 6. Ω was shown. When this roll was incorporated in an electrophotographic printer as a charging roll and images were taken out, no image unevenness was found. However, when the resistance value was measured in a normal temperature and normal humidity (23 ° C., 53% RH) environment, the resistance value at that time was 1.7 × 10 5 Ω, and the high temperature and high humidity (32 The resistance value was 3.5 × 10 4 Ω when the test was performed under the environment of (° C., 85% RH). Therefore, when this roll was used and images were taken out under normal temperature and normal humidity and high temperature and high humidity environments, image unevenness occurred.

本発明の導電性ロールの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electroconductive roll of this invention. 本発明の導電性ロールの他の例を示す断面図(軸中心の断面図)である。It is sectional drawing (sectional drawing of an axial center) which shows the other example of the electroconductive roll of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性シャフト
2 絶縁性軸受
3 導電製スリーブ
4 被覆層
5 電気抵抗体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive shaft 2 Insulating bearing 3 Conductive sleeve 4 Covering layer 5 Electrical resistor

Claims (4)

芯金と、その外周に形成された被覆層とを備えた導電性ロールであって、上記芯金が、円筒状の導電性スリーブと、上記スリーブの両端開口を塞ぐ左右一対の絶縁性軸受と、上記両軸受を挿通し上記スリーブと軸受とを同軸回転させる導電性シャフトと、によって形成され、かつ上記スリーブとシャフトとが、所定の電気抵抗を有する電気抵抗体によって連結されていることを特徴とする導電性ロール。   A conductive roll provided with a cored bar and a coating layer formed on the outer periphery thereof, wherein the cored bar has a cylindrical conductive sleeve, and a pair of left and right insulating bearings that block the opening at both ends of the sleeve. A conductive shaft for inserting the both bearings and coaxially rotating the sleeve and the bearing, and the sleeve and the shaft are connected by an electric resistor having a predetermined electric resistance. A conductive roll. 上記電気抵抗体が、上記絶縁性軸受と一体化した状態で設けられている請求項1記載の導電性ロール。   The conductive roll according to claim 1, wherein the electric resistor is provided in an integrated state with the insulating bearing. 上記電気抵抗体が、その抵抗値が可変自在となる構造を備えている請求項1または2記載の導電性ロール。   The conductive roll according to claim 1 or 2, wherein the electrical resistor has a structure in which a resistance value thereof is variable. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の導電性ロールに用いることを特徴とする芯金。   A cored bar used for the conductive roll according to any one of claims 1 to 3.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008051241A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Takiron Co Ltd Conductive synthetic resin molding and conductive roll using the same
CN105703547A (en) * 2014-12-09 2016-06-22 罗伯特·博世有限公司 electric machine having a potential equalization device
CN112722948A (en) * 2020-12-24 2021-04-30 周峰 Auxiliary paper transfer device for die cutting machine

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