JP2007057560A - Conductive roller - Google Patents

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英博 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive roller which is made lightweight inexpensively while maintaining the strength of a roll using a metallic shaft. <P>SOLUTION: The conductive roller has: a roll main body constituted by successively forming an elastic layer on the peripheral surface of a hollow or solid columnar body made of synthetic resin, and then a coating film layer on the elastic layer; and the metallic shaft piercing through the roll main body and arranged on the center axial line of the roll main body, wherein the functional part of at least one end of the metallic shaft is a component made of synthetic resin attached to the metallic shaft. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真装置や静電記録装置などの画像形成装置に用いられる導電性ローラに関する。   The present invention relates to a conductive roller used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer or an electrostatic recording apparatus.

複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、種々の導電性ローラが用いられており、感光ドラム等の潜像保持体に電荷を付与するための帯電ローラ、潜像保持体上の潜像を可視化させるため非磁性現像剤(トナー)を潜像保持体に供給する現像ローラ、このトナーを現像ローラに供給するトナー供給ローラ、潜像保持体上のトナーを紙等の記録媒体に転写するのに用いられる転写ローラ、トナーの仲介を司る中間転写ローラ、潜像保持体上に残ったトナーを除去するクリーニングローラ、さらには、画像形成装置に用いられる導電性ベルトを走行可能に駆動もしくは従動支持するベルト駆動ローラ等が、その例である。   In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, various conductive rollers are used, a charging roller for applying a charge to a latent image holding body such as a photosensitive drum, and a latent image holding. A developing roller for supplying a non-magnetic developer (toner) to the latent image holder for visualizing the latent image on the body, a toner supply roller for supplying the toner to the developing roller, and a toner on the latent image holder for paper, etc. Runs on a transfer roller used to transfer to a recording medium, an intermediate transfer roller that mediates toner, a cleaning roller that removes toner remaining on the latent image carrier, and a conductive belt used in an image forming apparatus An example thereof is a belt driving roller that can be driven or driven.

従来、これらの導電性ローラとしては、合成樹脂製の中空または中実の円柱体の周面に、導電剤を配合することにより導電性を付与した導電性のゴムや高分子エラストマー、高分子フォーム等からなる導電性の弾性層を形成し、その外周にさらに樹脂層などの塗膜層を形成してなるロール本体と、このロール本体を貫通してその中心軸線上に配置される金属または合成樹脂からなる軸とを有するものが、一般に使用されている。   Conventionally, as these conductive rollers, conductive rubber, polymer elastomer, and polymer foam in which conductivity is provided by blending a conductive agent on the peripheral surface of a hollow or solid cylindrical body made of synthetic resin. A roll body formed by forming a conductive elastic layer composed of, etc., and further forming a coating layer such as a resin layer on the outer periphery thereof, and a metal or synthetic material penetrating the roll body and disposed on the central axis Those having a shaft made of resin are generally used.

かかる軸の端部は、ローラを回転するための駆動伝達系を構成するギアや円弧部分を削除したDカット部、或いはEリング溝、駆動伝達ベルトに設けられたリブを支持するガイド溝になるのが通例であり、それぞれの形状に応じて機能を発現する部分となっている。   The end of the shaft becomes a guide groove that supports a gear that constitutes a drive transmission system for rotating the roller, a D-cut portion from which an arc portion is omitted, or an E-ring groove or a rib provided on the drive transmission belt. This is a common part, and is a part that develops a function according to each shape.

例えば、特許文献1には、現像ローラのギア部について記載されている。
また、特許文献2には、樹脂ローラにおいて、その芯体の軸端部にDカット部を設けることが記載されている。
特開平11−303972号公報 特開2001−219431号公報
For example, Patent Document 1 describes a gear portion of a developing roller.
Patent Document 2 describes that a resin roller is provided with a D-cut portion at the shaft end of its core.
JP-A-11-303972 JP 2001-219431 A

上記したギアやDカット部の機能部分は、軸が金属製の場合は、該金属軸の端部を機械加工、主に切削加工して形成されるが、その加工に多大なコストを要することが問題である。また、軸をロール本体に貫通させる関係から、貫通部分の軸径を機能部分の軸径より小さくすることが難しく、従って軸重量が嵩むために、導電性ロールの軽量化の要求に答えられないという不利がある。なお、貫通部分の軸中間部のみを切削加工することは可能であるが、この加工には多大なコストを要するため実際的ではない。   If the shaft is made of metal, the above-described gear and D-cut functional portions are formed by machining, mainly cutting, the end of the metal shaft. Is a problem. In addition, it is difficult to make the shaft diameter of the penetrating portion smaller than the shaft diameter of the functional portion from the relationship of penetrating the shaft through the roll body, and therefore the shaft weight increases, so that the demand for weight reduction of the conductive roll cannot be answered. There are disadvantages. Although it is possible to cut only the shaft intermediate portion of the penetrating portion, this processing is not practical because it requires a large cost.

また、軸が合成樹脂製の場合は、機能部分も軸とともに成形することが可能であり、安価に軽量化を達成できるが、ロールに荷重が加わった際にロールに撓みが生じやすく、導電性ロールの機能が阻害されるおそれがあった。   In addition, when the shaft is made of synthetic resin, the functional part can be molded with the shaft, and the weight can be reduced at a low cost. However, when a load is applied to the roll, the roll is likely to bend and conductive. There was a possibility that the function of the roll might be inhibited.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、金属軸によるロール強度を維持したまま、軽量化を安価に実現することのできる導電性ローラを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a conductive roller that can realize a reduction in weight at a low cost while maintaining the roll strength of a metal shaft.

本発明の要旨は、次の通りである。
(1)合成樹脂製の中空または中実の円柱体の周面に弾性層次いで塗膜層を順に形成したロール本体と、このロール本体を貫通してその中心軸線上に配置される金属軸とを有する導電性ローラにおいて、
前記金属軸の少なくとも一方の端部に機能部分を有し、該機能部分は金属軸に取り付けた合成樹脂製部品であることを特徴とする導電性ローラ。
The gist of the present invention is as follows.
(1) A roll body in which an elastic layer and then a coating layer are sequentially formed on the peripheral surface of a hollow or solid cylindrical body made of synthetic resin, and a metal shaft that passes through the roll body and is disposed on the central axis thereof In a conductive roller having
A conductive roller having a functional part at at least one end of the metal shaft, the functional part being a synthetic resin part attached to the metal shaft.

(2)前記合成樹脂製部品は、肉厚が0.8mm以上である上記(1)に記載の導電性ローラ。 (2) The conductive roller according to (1), wherein the synthetic resin part has a thickness of 0.8 mm or more.

(3)前記合成樹脂製部品は、その金型成形時に該金型内において金属軸と一体化して成形したものである上記(1)または(2)に記載の導電性ローラ。 (3) The conductive roller according to (1) or (2), wherein the synthetic resin part is formed integrally with a metal shaft in the mold when the mold is molded.

(4)前記金属軸は、5.0ないし7.5mmの径を有する上記(1)ないし(3)のいずれかに記載の導電性ローラ。 (4) The conductive roller according to any one of (1) to (3), wherein the metal shaft has a diameter of 5.0 to 7.5 mm.

本発明によれば、金属軸を採用する一方、軸端側の機能部分については軸とは別体の合成樹脂製部品にて形成したため、金属軸に対して機能形状を与える加工を行う必要がなく、機能部分を安価かつ簡便に作製できる。   According to the present invention, while the metal shaft is employed, the functional portion on the shaft end side is formed of a synthetic resin part that is separate from the shaft. The functional part can be produced inexpensively and easily.

また、機能部分が合成樹脂製部品であることから、機能部分の重量を減量し、ひいては導電性ロールの軽量化に寄与する。   In addition, since the functional part is a synthetic resin part, the weight of the functional part is reduced, thereby contributing to weight reduction of the conductive roll.

さらに、ロール本体に金属軸を挿入配置してから、該金属軸の端部に合成樹脂製部品を取り付ける製造手順を踏めるため、金属軸の径は機能部分に影響を受けることなく決定できる。従って、金属軸の小径化も可能になる。   Furthermore, since the metal shaft is inserted and arranged in the roll body, and the manufacturing procedure for attaching the synthetic resin part to the end portion of the metal shaft is followed, the diameter of the metal shaft can be determined without being affected by the functional portion. Therefore, it is possible to reduce the diameter of the metal shaft.

次に、本発明の実施形態について、図面を参照して詳しく説明する。
図1は、本発明に従う導電性ローラを示す斜視図である。この導電性ローラ1は、合成樹脂製の中空(または中実)の円柱体2aの周面に弾性層2b次いで塗膜層2cを順に形成したロール本体2と、このロール本体2を貫通してその中心軸線上に配置される金属軸3とを有する。
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a conductive roller according to the present invention. The conductive roller 1 includes a roll body 2 in which an elastic layer 2b and then a coating layer 2c are sequentially formed on a peripheral surface of a hollow (or solid) cylindrical body 2a made of a synthetic resin, and the roll body 2 passes through the roll body 2. And a metal shaft 3 disposed on the central axis.

この金属軸3の少なくとも一方の端部、通常は両方の端部に、機能部分4を設ける。図示の機能部分4は、製品機能上必要とされる、図示しないスナップフィットやギヤ等の機能部品に組み付けるための形状を有し、固定、位置決め、回り止め等の役目を担うものである。   A functional portion 4 is provided at at least one end of the metal shaft 3, usually at both ends. The functional part 4 shown in the figure has a shape for assembling to a functional part such as a snap fit or a gear (not shown) required for product functions, and plays a role of fixing, positioning, detent, and the like.

ここで、機能部分4は、機能形状に従って成形された合成樹脂製部品5を金属軸3に取り付けて構成することが肝要である。合成樹脂製部品5は、脱落防止溝部5a及びDカット部5bの組み合わせになり、Dカット部5bの内部には金属軸3の挿入孔5cを有するものである。   Here, it is important that the functional part 4 is configured by attaching the synthetic resin part 5 molded according to the functional shape to the metal shaft 3. The synthetic resin part 5 is a combination of a drop-off preventing groove 5a and a D-cut part 5b, and has an insertion hole 5c for the metal shaft 3 inside the D-cut part 5b.

かような複雑な形状になる機能部分4は、金属を切削加工して形成するには多大なコストを要するが、合成樹脂製部品5とすることによって、例えば射出成形によって簡便かつ低コストで作製することができる。その射出成形工程を図2に示すように、金属の切削加工と異なり、所望の形状に簡便に成形することができるため、結果として機能部分4を軽量かつ安価に仕上げられる利点がある。   The functional part 4 having such a complicated shape requires a great deal of cost to be formed by cutting a metal, but by using a synthetic resin part 5, for example, it can be produced simply and at low cost by injection molding. can do. As shown in FIG. 2, the injection molding process can be easily formed into a desired shape, unlike metal cutting, and as a result, there is an advantage that the functional part 4 can be finished lightly and inexpensively.

図2は、合成樹脂製部品5を成形する金型10を、閉止した状態において示す断面図であり、金型10は筒型11、コア型12、およびランナ型13よりなり、これらの型を、筒型11の軸方向に相互に離隔接近させることにより、金型の開放および閉止を行うよう構成される。この金型10を閉止した状態において、筒型11とコア型12とで形成されるキャビティ14に、ランナ15を介して合成樹脂を注入し、その後、金型10内でこれを冷却固化させることによって合成樹脂製部品5を成形することができる。また、ホットランナ方式を用いることによりランナ15中の材料を無駄なく利用することもできる。
ちなみに、合成樹脂製部品5の素材としては、後述するロールの円柱体2aと同様の素材を用いることができる。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the mold 10 for molding the synthetic resin part 5 in a closed state. The mold 10 includes a cylindrical mold 11, a core mold 12, and a runner mold 13. These molds are shown in FIG. The mold 11 is configured to be opened and closed by being spaced apart from each other in the axial direction of the cylindrical mold 11. In a state where the mold 10 is closed, a synthetic resin is injected into the cavity 14 formed by the cylindrical mold 11 and the core mold 12 through the runner 15 and then cooled and solidified in the mold 10. Thus, the synthetic resin part 5 can be molded. Further, by using the hot runner method, the material in the runner 15 can be used without waste.
Incidentally, as the material of the synthetic resin component 5, the same material as that of a cylindrical body 2a of a roll to be described later can be used.

かくして成形された合成樹脂製部品5は、図3に示すように、ロール本体2の中心軸線上を貫通した金属軸3の先端部を、挿入孔5c内に挿入し、例えば接着剤を介して挿入孔5c内に固定して取り付ける。従って、ロール本体2にまずは金属軸3を挿入すればよいので金属軸の径は機能部分4に影響されることなく任意に決定できる。例えば、軸径を半分にすると、軸重量は半分未満となるため、軽量化には極めて有効な手立てとなる。
さらに、図示はしないが、金属軸3の後端部についても同様に、合成樹脂製部品5を挿入孔5c内の接着剤の介在下に取り付けるのが通例である。
As shown in FIG. 3, the synthetic resin part 5 thus molded is inserted into the insertion hole 5c at the tip end of the metal shaft 3 penetrating the central axis of the roll main body 2, for example via an adhesive. It fixes and attaches in the insertion hole 5c. Therefore, since the metal shaft 3 may be inserted into the roll body 2 first, the diameter of the metal shaft can be arbitrarily determined without being affected by the functional portion 4. For example, if the shaft diameter is halved, the shaft weight becomes less than half, which is an extremely effective means for weight reduction.
Further, although not shown, it is usual that the synthetic resin component 5 is also attached to the rear end portion of the metal shaft 3 under the presence of an adhesive in the insertion hole 5c.

また、円柱体2aと金属軸3との間の結合は、通常、慣用の接着剤等により行えばよく、特に制限されないが、例えば、円柱体2aをオーブン等で加熱した状態で金属軸3を通し、その後冷却することにより、円柱体2aの合成樹脂材料を収縮させて金属軸3に対し固定する方法を用いることもできる。   Further, the coupling between the cylindrical body 2a and the metal shaft 3 may be usually performed by a conventional adhesive or the like, and is not particularly limited. For example, the metal shaft 3 is heated while the cylindrical body 2a is heated in an oven or the like. It is also possible to use a method in which the synthetic resin material of the cylindrical body 2a is contracted and fixed to the metal shaft 3 by passing through and then cooling.

なお、図3には、複数の円柱体2aを結合してロール本体2とする分割型の例を示したが、一体のロール本体2を用いることができるのは勿論である。ここで、複数の円柱体2aを結合する手順としては、特に制限されるものではないが、例えば、円柱体2aの端面に凹凸嵌合構造を有する場合には、円柱体2a同士を直接結合してロール本体2とすることもでき、また、嵌合構造を有しない場合には、金属軸3を個々の円柱体2aに順次挿通した後、接着剤等により互いに固定してローラ形状とする方法を用いてもよい。   3 shows an example of a split type in which a plurality of cylindrical bodies 2a are combined to form a roll body 2. However, it is needless to say that an integral roll body 2 can be used. Here, the procedure for joining the plurality of cylindrical bodies 2a is not particularly limited. For example, when the cylindrical body 2a has an uneven fitting structure, the cylindrical bodies 2a are directly joined together. The roll body 2 can also be used, and if it does not have a fitting structure, the metal shaft 3 is inserted into the individual cylindrical bodies 2a in sequence and then fixed to each other with an adhesive or the like to form a roller. May be used.

また、合成樹脂製部品5を成形するに当り、肉厚を0.8mm以上にすることが好ましい。例えば、図示の合成樹脂製部品5において肉厚が薄くなる部分は、挿入孔5cを区画する側壁部分であるから、この側壁部分の厚みを0.8mm以上にする。なぜなら、肉厚が0.8mm未満では、金属軸3の挿入に当って必要とされる締結力が不足してクラックが発生し易くなると共に、前述した回り止め等の目的に対しては十分な剛性を確保できなくなる、おそれがあるからである。   In forming the synthetic resin part 5, it is preferable that the wall thickness is 0.8 mm or more. For example, in the illustrated synthetic resin part 5, the portion where the thickness is thin is a side wall portion that defines the insertion hole 5 c, and thus the thickness of the side wall portion is set to 0.8 mm or more. This is because if the wall thickness is less than 0.8 mm, the fastening force required for inserting the metal shaft 3 is insufficient, and cracks are likely to occur. This is because there is a risk that it will not be possible to secure the above.

さらに、合成樹脂製部品5は図2に示したように単体で作製してもよいが、図4に示すように、金属軸3と一体に射出成形することも可能である。このような成形を行うことによって、合成樹脂製部品5を金属軸3と一体化することができ、しかも金型内で両者を結合するため、部品5と金属軸3とを同軸上で結合することが可能であり、高い精度の製品が得られる。   Further, the synthetic resin part 5 may be produced as a single unit as shown in FIG. 2, but may be injection-molded integrally with the metal shaft 3 as shown in FIG. By performing such molding, the component 5 made of synthetic resin can be integrated with the metal shaft 3, and the components 5 and the metal shaft 3 are connected coaxially in order to couple them in the mold. It is possible to obtain a product with high accuracy.

このように合成樹脂製部品5と金属軸3とを一体化した場合は、図5に示すように、合成樹脂製部品5が装着されていない金属軸3の端部側から、該金属軸3をロール本体2の中心軸線上に貫通させたのち、金属軸3の先端部を挿入孔5c内に挿入し、例えば接着剤を介して挿入孔5c内に固定して取り付ける。   When the synthetic resin part 5 and the metal shaft 3 are integrated in this way, as shown in FIG. 5, the metal shaft 3 is formed from the end side of the metal shaft 3 on which the synthetic resin part 5 is not mounted. Is inserted through the central axis of the roll body 2, and the tip of the metal shaft 3 is inserted into the insertion hole 5c, and fixed and attached to the insertion hole 5c via an adhesive, for example.

ここに、金属軸3は、5.0ないし7.5mmの径を有することが好ましい。すなわち、金属軸3の径が5.0mm未満であると、軸に撓みが発生しロールにおいても撓みが発生し易くなって、導電性ロールとしての性能を確保することが難しくなる。一方、金属軸3の径が7.5mmを超えると、撓みの抑制作用は飽和するため、7.5mmを超えて太径にしても意味がない。   Here, the metal shaft 3 preferably has a diameter of 5.0 to 7.5 mm. That is, when the diameter of the metal shaft 3 is less than 5.0 mm, the shaft is bent and the roll is easily bent, and it is difficult to ensure the performance as the conductive roll. On the other hand, when the diameter of the metal shaft 3 exceeds 7.5 mm, the effect of suppressing the bending is saturated, so it is meaningless to make the diameter larger than 7.5 mm.

なお、金属軸3は断面が円形のものを図示したが、本発明では、例えば駆動系との連結は合成樹脂製部品5が担うため、軸の形状は特に制限されることはなく、断面が楕円形や多角形のものを用いることもできる。   Although the metal shaft 3 has a circular cross section, in the present invention, for example, the connection with the drive system is performed by the synthetic resin component 5, so the shape of the shaft is not particularly limited, and the cross section is An elliptical or polygonal shape can also be used.

この金属軸3には、例えば、硫黄快削鋼やアルミニウム、ステンレス鋼等に、ニッケル、亜鉛めっき等を施したものを用いることができる。中でも、ニッケルめっきを施した硫黄快削鋼が加工性および材料調達性の観点から推奨される。   As this metal shaft 3, for example, a free-cutting steel of sulfur, aluminum, stainless steel, etc., which has been subjected to nickel, zinc plating or the like can be used. Of these, nickel-plated sulfur free cutting steel is recommended from the viewpoint of workability and material procurement.

一方、ロール本体2の核となる円柱体2aは、導電剤を含有する合成樹脂とすることによって良好な導電性を示し、その結果、導電性ローラ1の表面に所望の電位を付与することができる。   On the other hand, the cylindrical body 2a serving as the core of the roll body 2 exhibits good conductivity by using a synthetic resin containing a conductive agent, and as a result, a desired potential can be applied to the surface of the conductive roller 1. it can.

円柱体2aに用いる合成樹脂材料としては、適度の強度を有するとともに、射出成型等により成形可能なものであればよく、汎用の合成樹脂やエンジニアリングプラスチックの中から適宜選定することができ、特に制限されるものではない。具体的には、エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリアセタール、ポリアミド樹脂(例えば、ポリアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド12、ポリアミド4・6、ポリアミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド11、ポリアミドMXD6(メタキシレンジアミンとアジピン酸とから得られるポリアミド)等)、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。また、汎用樹脂としては、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン(ABS)樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンなどが挙げられる。その他、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等を用いることもできる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   The synthetic resin material used for the cylindrical body 2a may be any material as long as it has an appropriate strength and can be molded by injection molding or the like, and can be appropriately selected from general-purpose synthetic resins and engineering plastics. It is not done. Specifically, as an engineering plastic, for example, polyacetal, polyamide resin (for example, polyamide 6, polyamide 6 · 6, polyamide 12, polyamide 4 · 6, polyamide 6 · 10, polyamide 6 · 12, polyamide 11, polyamide MXD6) (Polyamide obtained from meta-xylenediamine and adipic acid)), polybutylene terephthalate, polyphenylene oxide, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyethersulfone, polycarbonate, polyimide, polyamideimide, polyetherimide, polysulfone, polyetheretherketone , Polyethylene terephthalate, polyarylate, liquid crystal polymer, polytetrafluoroethylene, and the like. Examples of the general-purpose resin include polypropylene, acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) resin, polystyrene, and polyethylene. In addition, a melamine resin, a phenol resin, a silicone resin, etc. can also be used. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.

上記の中でも、特にエンジニアリングプラスチックが好ましく、さらに、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートなどが、熱可塑性で成形性に優れ、かつ、機械的強度に優れる点より、好ましい。特に、ポリアミド6・6、ポリアミドMXD6、ポリアミド6・12、あるいはこれらの混合樹脂が好適である。なお、熱硬化性樹脂を用いることに差し支えはないが、リサイクル性を考慮すれば熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。   Among the above, engineering plastics are particularly preferable, and polyacetal, polyamide resin, polybutylene terephthalate, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polycarbonate, and the like are preferable because they are thermoplastic and have excellent moldability and mechanical strength. . In particular, polyamide 6 · 6, polyamide MXD6, polyamide 6 · 12, or a mixed resin thereof is preferable. Although there is no problem in using a thermosetting resin, it is preferable to use a thermoplastic resin in consideration of recyclability.

導電剤としては、樹脂材料中に均一に分散することができるものであれば各種のものを使用することが可能であるが、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバーやアルミニウム、銅、ニッケルなどの金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末などの粉末状導電剤が好ましく用いられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。この導電剤の配合量は、目的とする導電ローラの用途や状況に応じて適当な抵抗値が得られるように選定すればよく、特に制限されるものではないが、通常は円柱体2aの材料全体に対して5〜40質量%、特には、5〜20質量%とすることが好ましい。   As the conductive agent, various materials can be used as long as they can be uniformly dispersed in the resin material, such as carbon black powder, graphite powder, carbon fiber, aluminum, copper, nickel, etc. A powdered conductive agent such as metal powder, metal oxide powder such as tin oxide, titanium oxide and zinc oxide, and conductive glass powder is preferably used. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. The blending amount of the conductive agent may be selected so as to obtain an appropriate resistance value according to the intended use and situation of the conductive roller, and is not particularly limited, but is usually a material of the cylindrical body 2a. It is preferable to set it as 5-40 mass% with respect to the whole, especially 5-20 mass%.

この円柱体2aの周面上に形成する弾性層2bは、導電剤を含有するシリコーンゴムもしくはウレタンゴムよりなり、これらのゴムは、円柱体2aの周面に導電剤を含有するシリコーンゴム材料もしくはウレタンゴム材料よりなる塗料をスプレー塗装して形成することができる。   The elastic layer 2b formed on the peripheral surface of the cylindrical body 2a is made of silicone rubber or urethane rubber containing a conductive agent, and these rubbers are made of a silicone rubber material containing a conductive agent on the peripheral surface of the cylindrical body 2a or It can be formed by spraying a paint made of a urethane rubber material.

導電剤は、弾性層2bの導電性を制御する目的で配合される。導電剤として電子導電剤およびイオン導電剤のいずれを用いてもよく、電子導電剤の場合、カーボン系導電剤は、少量の添加で高い導電性を得ることができる点において好ましい。カーボン系導電剤としては、ケッチェンブラックやアセチレンブラックを用いるのが好ましいが、SAF,ISAF,HAF,FEF,GPF,SRF,FT,MT等のゴム用カーボンブラック、酸化カーボンブラック等のインク用カーボンブラック,熱分解カーボンブラック、グラファイト等も用いることができる。   The conductive agent is blended for the purpose of controlling the conductivity of the elastic layer 2b. Either an electronic conductive agent or an ionic conductive agent may be used as the conductive agent. In the case of an electronic conductive agent, a carbon-based conductive agent is preferable in that high conductivity can be obtained with a small amount of addition. As the carbon-based conductive agent, ketjen black or acetylene black is preferably used, but carbon for rubber such as SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, and MT, carbon for ink such as oxidized carbon black, etc. Black, pyrolytic carbon black, graphite and the like can also be used.

カーボン系以外の電子導電剤としては、ITO、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛等の金属酸化物の微粒子;、ニッケル、銅、銀、ゲルマニウム等の金属の酸化物;導電性酸化チタンウイスカー、導電性チタン酸バリウムウイスカーのような透明なウィスカー;などを例示することができる。   Non-carbon electronic conductive agents include fine particles of metal oxides such as ITO, tin oxide, titanium oxide, and zinc oxide; metal oxides such as nickel, copper, silver, and germanium; conductive titanium oxide whiskers, conductive And transparent whiskers such as a conductive barium titanate whisker.

イオン導電剤としては、テトラエチルアンモニウム,テトラブチルアンモニウム,ラウリルトリメチルアンモニウム等のドデシルトリメチルアンモニウム,ヘキサデシルトリメチルアンモニウム,ステアリルトリメチルアンミニウム等のオクタデシルトリメチルアンモニウム,ベンジルトリメチルアンモニウム,変性脂肪族ジメチルエチルアンモニウム等のアンモニウムの過塩素酸塩,塩素酸塩,塩酸塩,臭素酸塩,ヨウ素酸塩,ホウフッ化水素酸塩,硫酸塩,アルキル硫酸塩,カルボン酸塩,スルホン酸塩などの有機イオン導電剤;リチウム,ナトリウム,カルシウム,マグネシウム等のアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸塩,塩素酸塩,塩酸塩,臭素酸塩,ヨウ素酸塩,ホウフッ化水素酸塩,トリフルオロメチル硫酸塩,スルホン酸塩などの無機イオン導電剤を例示することができる。   Examples of ionic conductive agents include dodecyltrimethylammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and lauryltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium such as hexadecyltrimethylammonium and stearyltrimethylammonium, ammonium such as benzyltrimethylammonium and modified aliphatic dimethylethylammonium. Organic ionic conducting agents such as perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, sulfate, alkylsulfate, carboxylate, sulfonate; Perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, trifluoromethyl sulfate, sulfate of alkali metal or alkaline earth metal such as sodium, calcium, magnesium It can be exemplified inorganic ion conductive agent such as phosphate salts.

導電剤として、2種類以上のものを混合して用いてもよく、この場合、印可される電圧の変動や環境の変化に対しても安定して導電性を発現することができる。混合例としては、カーボン系導電剤に、カーボン系以外の電子導電剤やイオン導電剤を混合したものをあげることができる。   Two or more kinds of conductive agents may be used as a mixture, and in this case, the conductivity can be stably exhibited even when applied voltage changes or environmental changes occur. As an example of mixing, a carbon-based conductive agent mixed with an electronic conductive agent other than a carbon-based conductive agent or an ionic conductive agent can be used.

弾性層2bの硬度は、特に制限されるものではないが、導電性ローラ1を現像ローラとして用いた場合、アスカーC硬度で80度以下、特に30〜70度とすることが好ましい。この場合、硬度が80度を超えると、導電性ローラやトナーに加わる応力を緩和するという、弾性層本来の機能を発現しえなくなり、例えば、導電性ローラと潜像保持体との接触面積が小さくなり、良好な現像が行えなくなるおそれがある。更に、トナーに損傷を与え感光体や成層ブレードへのトナー固着などが発生して画像不良となりやすい。逆に、あまり低硬度にすると感光体や成層ブレードとの摩擦力が大きくなり、ジッターなどの画像不良が発生する虞がある。   The hardness of the elastic layer 2b is not particularly limited, but when the conductive roller 1 is used as a developing roller, the Asker C hardness is preferably 80 degrees or less, particularly preferably 30 to 70 degrees. In this case, if the hardness exceeds 80 degrees, the original function of the elastic layer, which is to relieve stress applied to the conductive roller and toner, cannot be expressed. For example, the contact area between the conductive roller and the latent image holding member is reduced. There is a risk that good development cannot be performed. Further, the toner is damaged, and the toner adheres to the photosensitive member or the layered blade. On the other hand, if the hardness is too low, the frictional force with the photoconductor and the layered blade increases, which may cause image defects such as jitter.

この弾性層2bは、感光体や成層ブレードなどに当接して使用されるため、硬度を低硬度に設定する場合でも、圧縮永久歪をなるべく小さくすることが好ましく、具体的には20%以下とすることが好ましい。また、その厚みは、0.5ないし3.0mmとすることが好ましい。なぜなら、0.5 mm未満では基材となる円柱体2aの高い真円度や低い表面粗さが必要になると共に、ニップ幅を稼ぐために低硬度の基材が必要になる事態をまねき、好ましくない。一方、3.0mmを超えると、重量増に伴うコスト増や形状精度の低下をまねくことになる。さらに望ましくは、1.0ないし2.0mmである。   Since this elastic layer 2b is used in contact with a photoreceptor or a layered blade, even when the hardness is set to a low hardness, it is preferable to make the compression set as small as possible, specifically 20% or less. It is preferable to do. The thickness is preferably 0.5 to 3.0 mm. This is not preferable because if the thickness is less than 0.5 mm, high circularity and low surface roughness of the cylindrical body 2a as a base material are required, and a low-hardness base material is required to increase the nip width. . On the other hand, if it exceeds 3.0 mm, the cost increases with the weight increase and the shape accuracy decreases. More desirably, the thickness is 1.0 to 2.0 mm.

弾性層3の表面粗さは、特に制限されるものではないが、導電性ローラ1を現像ローラとして用いた場合、JIS10点平均粗さで15μmRz以下、特に1〜10μmRzとすることが好ましい。表面粗さが15μmRzを超えると一成分現像剤(トナー)のトナー層の層厚や帯電の均一性が損なわれる場合があるが、15μmRz以下とすることにより、トナーの付着性を向上させることができると共に、長期使用時でのローラの摩耗による画像劣化をより確実に防止し得る。   The surface roughness of the elastic layer 3 is not particularly limited, but when the conductive roller 1 is used as a developing roller, the JIS 10-point average roughness is preferably 15 μmRz or less, particularly 1 to 10 μmRz. If the surface roughness exceeds 15 μmRz, the layer thickness of the toner layer of the one-component developer (toner) and the uniformity of charging may be impaired. However, by adjusting the surface roughness to 15 μmRz or less, toner adhesion can be improved. In addition, image degradation due to roller wear during long-term use can be prevented more reliably.

弾性層2bの半径方向外側に、導電性ローラの表面性状改質や耐久性向上のために塗膜層2cを設けることができ、弾性層2bと塗膜層2cとの相溶性を増加させるため、弾性層2bにシリコーンゴムを用いた場合、塗膜層2cの主剤をウレタン変性アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂、アルキッドメラミン樹脂で構成することが好ましく、また、弾性層2bとしてウレタンゴムを用いた場合には、塗膜層2cの主剤をポリウレタン樹脂とするのが好ましく、このことによって、弾性層2b中の未反応物質と塗膜層2cとの反応、例えば未反応のイソシアネート等との反応等が起こり易くなるために、塗膜層2cの成長を促進することができる。   In order to increase the compatibility between the elastic layer 2b and the coating layer 2c, the coating layer 2c can be provided on the outer side in the radial direction of the elastic layer 2b in order to improve the surface property of the conductive roller and improve the durability. When silicone rubber is used for the elastic layer 2b, the main component of the coating layer 2c is preferably composed of urethane-modified acrylic resin, polyurethane resin, acrylic resin, polyamide resin, fluororesin, alkyd melamine resin, and elastic layer When urethane rubber is used as 2b, the main component of the coating layer 2c is preferably a polyurethane resin, which allows the unreacted substance in the elastic layer 2b to react with the coating layer 2c, for example, unreacted Since the reaction with the isocyanate and the like easily occurs, the growth of the coating layer 2c can be promoted.

塗膜層2cに配合される導電剤としては、弾性層2bに配合される導電剤と同じものを用いることができる。また、塗膜層2cに所望の表面粗さを付与する目的で球状ウレタン、アクリル、シリコン、PE、PAおよびメラミン等の樹脂や粒子を添加することができる。
なお、塗膜層2cの厚みは、0.005ないし0.050mmとすることが好ましい。なぜなら、0.005 mm未満ではローラとしての十分な導電性を得ることが難しくなるとともに、上述の表面粗さを制御する粒子が脱落しやすい。一方、0.050mmを超えると、塗料の増加に伴うコスト増および上述の表面粗さを制御する粒子が埋没してしまい所望の表面粗さを得られない、おそれがある。
As the conductive agent blended in the coating layer 2c, the same conductive agent blended in the elastic layer 2b can be used. Moreover, resin and particle | grains, such as spherical urethane, an acryl, a silicon | silicone, PE, PA, and a melamine, can be added in order to provide the coating layer 2c with a desired surface roughness.
The thickness of the coating layer 2c is preferably 0.005 to 0.050 mm. This is because if the thickness is less than 0.005 mm, it is difficult to obtain sufficient conductivity as a roller, and the particles for controlling the surface roughness are likely to fall off. On the other hand, if the thickness exceeds 0.050 mm, there is a risk that the cost increases with the increase in the paint and the particles controlling the surface roughness are buried and the desired surface roughness cannot be obtained.

本発明に係る導電性ローラは、普通紙複写機、普通紙ファクシミリ機、レーザビームプリンタ、カラーレーザビームプリンタ、トナージェットプリンタなどの画像形成装置に、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、現像ローラ、中間転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニングローラ、ベルト駆動ローラ、給紙ローラ等として装着して好適に用いられる。   The conductive roller according to the present invention includes an image forming apparatus such as a plain paper copier, a plain paper facsimile machine, a laser beam printer, a color laser beam printer, a toner jet printer, a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a developing roller, It is preferably used as an intermediate transfer roller, toner supply roller, cleaning roller, belt drive roller, paper feed roller, or the like.

本発明に係る導電性ローラを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electroconductive roller which concerns on this invention. 合成樹脂製部品を形成する金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal mold | die which forms parts made from a synthetic resin. 導電性ローラの作製過程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the preparation process of an electroconductive roller. 合成樹脂製部品を形成する金型を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the metal mold | die which forms parts made from a synthetic resin. 導電性ローラの作製過程を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the preparation process of an electroconductive roller.

符号の説明Explanation of symbols

1 導電性ローラ
2 ロール本体
2a 円柱体
2b 弾性層
2c 塗膜層
3 金属軸
4 機能部分
5 合成樹脂製部品
5a 脱落防止溝部
5b Dカット部
5c 挿入孔
10 金型
11 筒型
12 コア型
13 ランナ型
14 キャビティ
15 ランナ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Conductive roller 2 Roll body 2a Cylindrical body 2b Elastic layer 2c Coating film layer 3 Metal shaft 4 Functional part 5 Synthetic resin part 5a Drop-off prevention groove part 5b D cut part 5c Insertion hole 10 Mold 11 Tube type 12 Core type 13 Runner Mold 14 Cavity 15 Runner

Claims (4)

合成樹脂製の中空または中実の円柱体の周面に弾性層次いで塗膜層を順に形成したロール本体と、このロール本体を貫通してその中心軸線上に配置される金属軸とを有する導電性ローラにおいて、
前記金属軸の少なくとも一方の端部に機能部分を有し、該機能部分は金属軸に取り付けた合成樹脂製部品であることを特徴とする導電性ローラ。
A conductive roll having a roll body in which an elastic layer and then a coating layer are formed in order on the peripheral surface of a hollow or solid cylindrical body made of synthetic resin, and a metal shaft that passes through the roll body and is disposed on the central axis. In the sex roller
A conductive roller having a functional part at at least one end of the metal shaft, the functional part being a synthetic resin part attached to the metal shaft.
前記合成樹脂製部品は、肉厚が0.8mm以上である請求項1に記載の導電性ローラ。   The conductive roller according to claim 1, wherein the synthetic resin part has a thickness of 0.8 mm or more. 前記合成樹脂製部品は、その金型成形時に該金型内において金属軸と一体化して成形したものである請求項1または2に記載の導電性ローラ。   3. The conductive roller according to claim 1, wherein the synthetic resin part is formed integrally with a metal shaft in the mold at the time of molding the mold. 前記金属軸は、5.0ないし7.5mmの径を有する請求項1ないし3のいずれかに記載の導電性ローラ。   The conductive roller according to claim 1, wherein the metal shaft has a diameter of 5.0 to 7.5 mm.
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