JP2007187223A - Method of manufacturing conductive elastic body roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真や電子写真製版システム等に使用される弾性体ローラの製造方法に関する。さらに詳しくは、複写機、レーザービームプリンタ、LEDプリンターなどの電子写真や電子写真製版システム等に使用され、弾性体の中空部に芯金を嵌挿して弾性体と芯金を一体化する導電性の弾性体ローラの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing an elastic roller used in electrophotography, an electrophotographic plate making system, and the like. More specifically, it is used in electrophotography and electrophotographic plate making systems such as copying machines, laser beam printers, LED printers, etc., and is a conductive material that integrates the elastic body and the core metal by inserting the core metal into the hollow portion of the elastic body. It is related with the manufacturing method of this elastic body roller.
従来、複写機、レーザビームプリンター、LEDプリンターなどの電子写真装置や電子写真製版システムの装置内では、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等の用途に、それぞれその用途に適する形態の導電性の弾性体ローラが使用されている。これら電子写真装置内で利用される導電性の弾性体ローラ101は、図3に示すように、弾性体ローラ本体102と、その中心に芯金103とを持ち、円筒形状ローラ本体部の中空部を貫通した芯金103の一部が両端に突出した形態とされている。
Conventionally, in electrophotographic apparatuses such as copying machines, laser beam printers, and LED printers, and electrophotographic plate making system apparatuses, the conductive elasticity of a form suitable for each application, such as a charging roller, a developing roller, and a transfer roller. Body rollers are used. As shown in FIG. 3, the conductive
導電性の弾性体ローラは、感光体、転写ベルトなどの像担持体、転写材(紙)などに対して弾性体ローラ本体102の表面を密着させるために、両端に突出した芯金部に所定の圧力をかけ圧接されて芯金中心軸を中心してラジアル方向に回転する。また、像担持体、転写材などに対して安定した接触状態を確保するために、弾性体ローラは、ゴム、エラストマー等の材料を用いてソリッドあるいは微細なセル径を持つ発泡体に形成した低硬度な弾性体で構成されている。
The conductive elastic roller has a predetermined core metal portion protruding from both ends in order to bring the surface of the
さらに弾性体ローラは、両端に突出した芯金部に所定の圧力をかけて芯金が撓むことにより、像担持体などと弾性体ローラの圧接部面積が弾性体ローラ本体102の中央部が小さくて両端部が大きくなるため、スラスト方向で異なるために弾性体ローラ本体102の外径形状を中央部の外径が両端部の外径より大きいクラウン形状に研磨することが多くなっている。
Further, the elastic body roller is deformed by applying a predetermined pressure to the cored bar portion projecting at both ends, so that the pressure contact area between the image bearing member and the elastic roller is equal to the central part of the
そして感光体などに接触させてバイアスをかけて用いる導電性の弾性体ローラは両端に突出した芯金部より給電され弾性体ローラ本体の表面から感光体などの像担持体を帯電している。 A conductive elastic roller used in contact with a photoconductor and biased is supplied with power from a core bar projecting at both ends to charge an image carrier such as a photoconductor from the surface of the elastic roller body.
また近年電子写真装置おいて高速化高精細化が進んでおり、高画質の画像を得るためには導電性の弾性体ローラは導電性の均一なローラとすることが求められている。 In recent years, the electrophotographic apparatus has been increased in speed and definition, and in order to obtain a high-quality image, the conductive elastic roller is required to be a conductive uniform roller.
導電性の弾性体ローラは弾性体ローラ本体の導電性を均一化するのみでは良好な画像が得られない場合がある。例えば帯電ローラでは、弾性体ローラ本体の外周表面に凹みが存在すれば、その凹み部分においては良好な画像が得られない、または凹みに残トナー、紙粉等などが部分的に付着し易くなり、長期使用に伴い導電性の低下による画像不良(例えば感光体に対する均一帯電性の低下)を発生させることがある。この凹みの原因の一つとして、芯金と弾性体ローラ本体との密着性が部分的に不十分である、または接着力が部分的に不十分であることが挙げられる。 The conductive elastic roller may not obtain a good image only by making the conductivity of the elastic roller main body uniform. For example, in the charging roller, if there is a dent on the outer peripheral surface of the elastic roller body, a good image cannot be obtained in the dent, or residual toner, paper dust, etc. are likely to partially adhere to the dent. When used for a long period of time, an image defect (for example, a decrease in uniform chargeability with respect to the photoreceptor) due to a decrease in conductivity may occur. One cause of this dent is that the adhesion between the cored bar and the elastic roller body is partially insufficient, or the adhesive force is partially insufficient.
これらの弾性体ローラはまずゴム組成物を円筒状に成形してその後加硫して円筒状弾性体を作製する。そして円筒状弾性体の中空部の内径は芯金外径より小さくなるように一定に形成される。 In these elastic body rollers, a rubber composition is first formed into a cylindrical shape and then vulcanized to produce a cylindrical elastic body. The inner diameter of the hollow portion of the cylindrical elastic body is formed so as to be smaller than the outer diameter of the cored bar.
次いで芯金挿入側と逆側から加硫した円筒状弾性体の中空部に圧力をかけた空気を送り込りこんで円筒状弾性体を膨らましながら円筒状弾性体の中空部に芯金を挿入して芯金と円筒状弾性体を一体化する。必要に応じて芯金外周面に接着剤を塗布して芯金と円筒状弾性体を一体化後に加熱してより強固に接着させる弾性体ローラもある。その後円筒状弾性体の外周面を研磨して所望の弾性体ローラ本体の寸法に仕上げられる。さらに、研削した弾性体ローラの外周面上に薄膜の導電性の塗料を塗工することによってローラ抵抗を調節して用いる二層構成の帯電ローラもあり、弾性体ローラの外周面の平滑性が求められている。 Next, the cored bar is inserted into the hollow part of the cylindrical elastic body while inflating the cylindrical elastic body by sending air under pressure into the hollowed part of the cylindrical elastic body vulcanized from the opposite side of the cored bar insertion side. The core metal and the cylindrical elastic body are integrated. There is also an elastic roller that applies an adhesive to the outer peripheral surface of the core metal as necessary and integrates the core metal and the cylindrical elastic body and then heats them to bond them more firmly. Thereafter, the outer peripheral surface of the cylindrical elastic body is polished to finish the dimensions of the desired elastic roller body. Furthermore, there is also a two-layer charging roller that adjusts the roller resistance by applying a thin film conductive paint on the outer peripheral surface of the ground elastic roller, and the outer peripheral surface of the elastic roller has smoothness. It has been demanded.
これらの弾性体ローラでは芯金を嵌挿後に円筒状弾性体の外周面を研磨で任意の形状に形成する場合には芯金と円筒状弾性体との部分的な密着性または部分的な接着力が確保できないと隙間部分および接着力が弱い部分の弾性体ローラ本体部が研磨力により他の部分より大きく変形して表面に凹みが生じてしまい良好な画像が得られない問題があった。 In these elastic rollers, when the outer peripheral surface of the cylindrical elastic body is formed into an arbitrary shape by polishing after the core metal is inserted, partial adhesion or partial adhesion between the core metal and the cylindrical elastic body If the force could not be secured, there was a problem that the elastic roller main body portion in the gap portion and the portion with weak adhesive force was deformed more greatly than the other portions by the polishing force, resulting in dents on the surface and a good image could not be obtained.
上記課題を解決するため、円筒状弾性体をチャンバー内に収容するとともに円筒状弾性体の外周面とチャンバーの内壁面の間に密閉空間を形成して密閉空間を真空吸引することによって円筒状弾性体の内径を拡大する。次いで拡大した内径に芯金を挿入後、密閉空間に空気を順次流入して円筒状弾性体を芯金に密着させる方法がある。(例えば、特許文献1参照。)
しかしながら、上記従来例(特許文献1)のように芯金を挿入前の円筒状弾性体の先端部から後端部へ向かって徐々に真空状態から大気状態へ切り替えるには円筒状弾性体の外周面とチャンバーの内壁面の間に形成される密閉空間を分割してそれぞれを順次真空状態から大気状態へ切り替えなければならず装置が複雑化する。また分割した密閉空間内で空気残りが発生する場合があった。 However, in order to gradually switch from the vacuum state to the atmospheric state from the front end portion to the rear end portion of the cylindrical elastic body before insertion, as in the conventional example (Patent Document 1), the outer periphery of the cylindrical elastic body The sealed space formed between the surface and the inner wall surface of the chamber must be divided and sequentially switched from the vacuum state to the atmospheric state, which complicates the apparatus. In addition, air residue may occur in the divided sealed space.
本発明はこのような従来の円筒状弾性体の中空部に芯金を嵌挿する時に有する問題点を解決し、弾性体ローラ本体の外周表面に凹みがなく均一な平滑表面を形成でき、かつローラ形状によらず生産性が高い弾性体ローラの製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention solves the problems that occur when a cored bar is inserted into the hollow portion of such a conventional cylindrical elastic body, can form a uniform smooth surface without dents on the outer peripheral surface of the elastic body, and An object of the present invention is to provide a method for producing an elastic roller having high productivity regardless of the roller shape.
上記目的を達成するため、本出願に係る発明は
芯金と、その外側に非直円筒状あるいは円筒状弾性体で構成され、自由状態の弾性体の中空部に芯金を嵌挿後に弾性体と芯金を一体化する導電性弾性体ローラにおいて、自由状態の弾性体の中空部内径が芯金外径の70%〜95%の大きさでありかつ自由状態の弾性体の中空部形状をスラスト方向において中空部の中央部から両端部にかけて順次中空部内径が大きくなるように成形・加硫することを特徴とする導電性弾性体ローラの製造法である。
In order to achieve the above object, the invention according to the present application includes a cored bar and a non-cylindrical cylindrical or cylindrical elastic body on the outer side thereof, and the elastic body after the cored bar is inserted into the hollow part of the elastic body in a free state In the conductive elastic roller integrating the core and the core metal, the inner diameter of the hollow part of the elastic body in the free state is 70% to 95% of the outer diameter of the core metal, and the hollow part shape of the elastic body in the free state is A method for producing a conductive elastic roller, characterized in that molding and vulcanization are performed so that the inner diameter of the hollow portion increases sequentially from the center to both ends in the thrust direction.
即ち、弾性体の中空部に芯金を嵌挿した後に圧送空気を停止して弾性体の内外径が収縮して芯金と密着する時に従来の一定の内径を有する中空部で構成された円筒状弾性体で発生する問題、つまり中空部の少なくとも両端部側のいずれか先に芯金と密着することを防止することにより芯金と弾性体ローラ本体と間に空気残りによる隙間の発生をなくすことにある。または芯金外周面に塗布された接着剤面と弾性体ローラ本体と間に空気残りにより接着されてない部分の発生をなくすことにある。 That is, when a cored bar is inserted into the hollow part of the elastic body, the compressed air is stopped and the inner and outer diameters of the elastic body contract to make a close contact with the cored bar. The problem that occurs in the elastic body, that is, the gap between the cored bar and the elastic roller body due to the remaining air is eliminated by preventing the hollow part from sticking to the cored bar at least at either end. There is. Alternatively, the generation of a portion that is not bonded due to air remaining between the adhesive surface applied to the outer peripheral surface of the core metal and the elastic roller body is eliminated.
以上説明したように、本発明によれば、本発明の導電性弾性体ローラでは、芯金の外周面と、弾性体の中空部の内周面との間の界面全体に渡って空間層が存在していないため、芯金と弾性体との密着性が良好であり、表面研磨などにおいてローラの表面上に凹みが生じることもなく、導電性弾性体ローラに用いても安定して良好な画像を得ることができる。 As described above, according to the present invention, in the conductive elastic roller of the present invention, the space layer is formed over the entire interface between the outer peripheral surface of the core metal and the inner peripheral surface of the hollow portion of the elastic body. Since it does not exist, the adhesion between the cored bar and the elastic body is good, and there is no dent on the surface of the roller in surface polishing or the like, and it is stable and good even when used for a conductive elastic body roller. An image can be obtained.
さらに帯電ローラの基層としてもちれば長期使用においても汚れのない帯電ローラを提供すことができる。 Furthermore, if it is used as the base layer of the charging roller, it is possible to provide a charging roller that is free from contamination even after long-term use.
次に、本発明である製造方法を用いて導電性弾性体ローラを製造する実施形態を図1、2を用いて詳細に説明する。図1は本実施例に係る弾性体の自由状態での構成を説明する図である。図2は本実施例に係る自由状態での弾性体を芯金に嵌挿する状態を説明する断面図である。 Next, an embodiment for manufacturing a conductive elastic roller using the manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the elastic body according to the present embodiment in a free state. FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which the elastic body in the free state according to the present embodiment is inserted into the cored bar.
図1を用いて構成を説明すると1は円柱状の芯金であり2は自由状態での弾性体である。芯金1を嵌挿する前の自由状態である弾性体2は断面が円状で貫通する中空部3を備えている。Dは芯金の外径であり、D1、D2は弾性体の中空部のスラスト方向で対向する両端部内径であり、D3は中空部3のスラスト方向で略中央に位置する中央部内径である。弾性体の中空部3の断面形状はスラスト方向において中空部3の中央部から両端部にかけて順次内径が大きくなる円形である。そして中空部3の内径D1、D2、D3は芯金外径Dの70%〜95%の大きさになるように構成されている。
The configuration will be described with reference to FIG. 1. 1 is a cylindrical cored bar, and 2 is an elastic body in a free state. The
さらに中空部の中央部内径D3は中空部の端部内径D1、D2に対して96%以下の大きさになるように構成されている。芯金1は、防錆のため表面にニッケルを施した鉄等の金属である。また弾性体2はアスカーC硬度計(高分子計器株式会社製)で20〜90度の弾性体で構成されている。
Further, the inner diameter D3 of the central portion of the hollow portion is configured to be 96% or less with respect to the inner diameters D1 and D2 of the end portions of the hollow portion. The core 1 is a metal such as iron with nickel on the surface for rust prevention. The
次に本実施例の弾性体を芯金に嵌挿する工程を説明する。 Next, the process of inserting and inserting the elastic body of the present embodiment into the cored bar will be described.
図2を用いて工程フローを説明すると4は圧送空気の流路となる貫通孔5を有する空気注入冶具である。空気注入冶具は弾性体2の中空部3の端部6aに圧送空気を送るために弾性体2の端面に押し当ててある。
The process flow will be described with reference to FIG. 2. Reference numeral 4 denotes an air injection jig having a through-
上述した構成において、実施形態の動作の一例を示す。弾性体2の中空部3の端部4bに芯金1の端部を1〜10mm圧入して次いで弾性体2の中空部のもう一方の端部4aに芯金1の挿入側と逆側から0.1〜0.4Mpaの圧力をかけた空気を送り込りこんで弾性体2を膨らましながら中空部3に芯金1を挿入する。所望の位置まで芯金1を挿入してその後圧送空気を停止して芯金と弾性体2を一体化する。必要に応じて芯金外周面に導電性接着剤を塗布して芯金と弾性体を一体化後に120〜200℃の温度で10〜120分加熱してより強固に接着させる。
In the configuration described above, an example of the operation of the embodiment will be described. The end of the cored bar 1 is press-fitted into the end 4b of the
本実施形態で中空部の内径が最小になる中央部内径D3が芯金外径Dの70%以上であれば弾性体に芯金を容易に嵌挿でき、また中空部の内径が最大になる端部内径D1、D2のいずれかが95%以下であれば芯金と弾性体との密着力を十分に確保できる。そして中空部の中央部内径D3が中空部の端部内径D1、D2に対して96%以下の大きさになるように構成することにより、弾性体の中空部に芯金を嵌挿した後に圧送空気を停止させて弾性体の内外径が収縮して芯金と密着する時に弾性体の中央部側内径が先に芯金と密着して空気残りを起こすことを防止することができる。つまり芯金と弾性体ローラ本体と間に空気残りによる隙間の発生をなくすことができる。 In this embodiment, if the central part inner diameter D3 at which the inner diameter of the hollow part is the minimum is 70% or more of the outer diameter D of the cored bar, the cored bar can be easily inserted into the elastic body, and the inner diameter of the hollow part is maximized. If either of the end inner diameters D1 and D2 is 95% or less, sufficient adhesion between the core metal and the elastic body can be secured. Then, the central portion inner diameter D3 of the hollow portion is configured to be 96% or less with respect to the end portion inner diameters D1 and D2 of the hollow portion, so that the core metal is inserted into the hollow portion of the elastic body and then pumped. When the air is stopped and the inner and outer diameters of the elastic body contract and come into close contact with the cored bar, it is possible to prevent the inner diameter of the central part of the elastic body from coming into close contact with the cored bar first to cause air remaining. That is, it is possible to eliminate the generation of a gap due to the air remaining between the core metal and the elastic body.
さらに、上述した中空部を有する弾性体は以下のようにして作製される。 Furthermore, the elastic body having the hollow portion described above is manufactured as follows.
ゴムの原材料をバンリー、ニーダ、オープンロールなどの練り機で混合する。次いで押し出機を用いて押し出機の先端口に位置する円形状内径を有するダイスと円形のニップルを備えた押出しヘッドより断面形状をリング状に成形すると同時に押し出速度を変化させて中空部を有する弾性体の予備成形体を連続して成形する。例えば弾性体の予備成形体の両端部成形では中央部成形よりスクリューの回転数を順次早めることにより押し出速度が弾性体の予備成形体の中央部より両端部が順次早くなってダイスウエルの差により予備成形体の中空部形状をスラスト方向において中空部の中央部から両端部にかけて順次内径が大きくなるように成形できる。 The rubber raw materials are mixed with a kneader such as a bunley, kneader or open roll. Next, by using an extruder, a cross section is formed into a ring shape from an extrusion head having a circular inner diameter and a die having a circular inner diameter located at the tip end of the extruder, and at the same time, the extrusion speed is changed to change the hollow portion. The preform of the elastic body having the above is continuously molded. For example, in both-end molding of an elastic preform, the extrusion speed is increased sequentially from the center of the elastic preform by sequentially increasing the rotational speed of the screw compared to the molding of the center. The shape of the hollow part of the preform can be molded so that the inner diameter increases sequentially from the central part to both ends of the hollow part in the thrust direction.
その後公知の円筒研削機を用いて弾性体と芯金が一体化した導電性弾性体ローラ本体の外周面を研磨して所望の導電性弾性体ローラの寸法に仕上げられる。弾性体ローラの外周面を円筒研削する円筒研削機としては、砥石または弾性体ローラを弾性体ローラのスラスト方向に移動して研削するトラバース方式のNC円筒研削機、弾性体ローラを芯金軸の中心に回転させながら弾性体ローラ本体のスラスト方向の幅に近い幅を有する研削砥石を往復させずに切り込むプランジカット方式のNC円筒研削機などを用いて良い。 Thereafter, the outer peripheral surface of the conductive elastic roller body in which the elastic body and the core metal are integrated is polished using a known cylindrical grinding machine to finish the dimensions of the desired conductive elastic roller. As a cylindrical grinding machine that cylindrically grinds the outer peripheral surface of an elastic roller, a traverse NC cylindrical grinding machine that moves and grinds a grindstone or an elastic roller in the thrust direction of the elastic roller, and the elastic roller is a core metal shaft. A plunge cut type NC cylindrical grinder that cuts a grinding wheel having a width close to the width in the thrust direction of the elastic roller body while revolving to the center without reciprocating may be used.
さらに弾性体ローラ101の形状は、電子写真装置や電子写真製版システムなどの画像形成装置に用いられるローラタイプで、また外径形状はストレート形状または弾性体ローラ本体102の中央部の外径を端部の外径より大きした非直円筒状のクラウン、テーパ形状になっているものあるいはローラ本体の中央部の外径を端部の外径より小さくした逆クラウン形状になっているものに好適に適用される。
芯金103についても、本発明による特段の制限は無く、画像形成装置に用いられるものであれば本発明において使用できる。例えばステンレス、鉄、または防錆のため表面をニッケルやニッケル・クロム鍍金等を施した鉄等の金属を芯金103として用いることができる。芯金に塗布される接着剤は導電性があることが好ましく弾性体の体積抵抗より低いことがより好ましい。導電性接着剤の膜厚は5〜20μmから選ばれる。
Further, the shape of the
The cored
弾性体に使用されるポリマー原料としてはNBR(アクリロニトリル−ブタジエンゴム)、EPDM(エチレンープロピレン−ジエン−共重合体)、ポリブタジエン、天然ゴム、ポリイソプレン、SBR(スチレンブタジエンゴム)、CR(クロロプレン)、シリコンゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴム等のゴムがある。またこれらゴムを混合物としても用いることができ、特に限定されるものでない。 NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), EPDM (ethylene-propylene-diene-copolymer), polybutadiene, natural rubber, polyisoprene, SBR (styrene butadiene rubber), CR (chloroprene) as polymer raw materials used for elastic bodies There are rubbers such as silicon rubber, epichlorohydrin rubber and urethane rubber. These rubbers can also be used as a mixture, and are not particularly limited.
前記ポリマー原料に添加される導電性物質としては、導電粒子では導電性カーボンブラック、TiO2・SnO2・ZnOなどの金属酸化物、SnO2とSb2O5の固溶体・ZnOとAl2O3の固溶体などの複酸化物、Cu・Agなどの金属粉などが挙げられ、通常、前記ポリマー原料100重量部に対して5〜200重量部の範囲で添加する。導電粒子以外ではイオン導電性物質としてLiBF4、NaSCNなどの金属塩、第4級アンモニウム塩などの界面活性剤が挙げられ、通常、前記ポリマー原料100重量部に対して0.02〜20重量部添加する。 The conductive material added to the polymer raw material includes conductive carbon black, metal oxide such as TiO2, SnO2, and ZnO, solid oxide of SnO2 and Sb2O5, double oxide such as a solid solution of ZnO and Al2O3, Cu -Metal powders, such as Ag, etc. are mentioned, Usually, it adds in the range of 5-200 weight part with respect to 100 weight part of said polymer raw materials. In addition to conductive particles, surfactants such as metal salts such as LiBF4 and NaSCN and quaternary ammonium salts can be used as the ion conductive material. Usually, 0.02 to 20 parts by weight is added to 100 parts by weight of the polymer raw material. To do.
また、前記ポリマ−原料に充填剤、補強材、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、などが必要に応じて添加される。ローラ硬度においてはアスカーC硬度計で20〜90度のローラに適用されることが好適である。 Further, a filler, a reinforcing material, a plasticizer, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, and the like are added to the polymer raw material as necessary. The roller hardness is preferably applied to a 20 to 90 degree roller with an Asker C hardness meter.
(実施例1〜3)
次に弾性体の中空部に芯金を嵌挿して弾性体と芯金を一体化する導電性の弾性体ローラの製造方法として電子写真方式の複写機・プリンターなどで使用されバイアス電圧を印加して外径Φ30mmの感光体の表面を帯電させる帯電ローラを例にとって本発明の製造方法を詳細に説明する。
(Examples 1-3)
Next, a bias voltage is applied as a method of manufacturing a conductive elastic roller in which a cored bar is inserted into the hollow part of the elastic body and the elastic body and the cored bar are integrated. The manufacturing method of the present invention will be described in detail by taking as an example a charging roller for charging the surface of a photoreceptor having an outer diameter of Φ30 mm.
自由状態の弾性体は以下のように調製した。 The elastic body in the free state was prepared as follows.
弾性体の原材料であるエピクロルヒドリンゴム(商品名:エピクロマーCG102、ダイソー(株)製)100質量部、炭酸カルシウム25質量部、MTカーボン2質量部、酸化亜鉛5質量部、可塑剤10質量部、ステアリン酸1質量部、過塩素酸4級アンモニウム塩2質量部及び酸化防止剤(テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネートメタン])1質量部をオープンロールで20分間均一に練り込み、更に加硫促進剤(DM:dibenzothiazyl disulfide)1質量部、加硫促進剤(TS:Tetramethylthiuram monosulfide)0.5質量部及び加硫剤としてイオウ0.5質量部を加えて、更にオープンロールで15分間練り込み後シーティングして混練りされたゴム材を得た。
Epichlorohydrin rubber (trade name: Epichromer CG102, manufactured by Daiso Corporation), 100 parts by mass, calcium carbonate 25 parts by mass,
この混練りされたゴム材を弾性体の予備成形体に成形するために外径φ3.6のニップルと内径をΦ9. 0有するダイスを押し出機にセットした。更にスクリーの回転数を可変することにより押し出速度を設定した。実施例1〜3において弾性体の予備成形体の端部に当たる先端部押し出速度は1〜6m/minから選ばれ、次いで中央部押し出速度を先端部押し出速度より順次減速して0.5〜4m/minから選び、次いでもう一方の端部に当たる後端部押し出速度を中央部押し出速度より順次加速して1〜6m/minから選んだ。前述した予備成形体の押し出速度サイクルを繰り返し連続に行なうことによって、予備成形体の中空部形状を押し出し方向である予備成形体のスラスト方向において中空部の中央部から両端部にかけて順次内径が大きくなるように連続に成形することができる。その後、予備成形体の連続体を切断機により切断して長さの寸法を出した。 In order to form the kneaded rubber material into an elastic preform, a nipple having an outer diameter of φ3.6 and a die having an inner diameter of φ9.0 were set in an extruder. Furthermore, the extrusion speed was set by changing the number of rotations of the screen. In Examples 1 to 3, the tip portion extrusion speed corresponding to the end of the elastic preform is selected from 1 to 6 m / min, and then the central portion extrusion speed is sequentially reduced from the tip portion extrusion speed to 0.5 to After selecting from 4 m / min, the rear end pushing speed corresponding to the other end was sequentially accelerated from the center pushing speed and selected from 1 to 6 m / min. By continuously repeating the extrusion speed cycle of the preform, the hollow portion shape of the preform is gradually increased from the center to both ends in the thrust direction of the preform, which is the extrusion direction. It can shape | mold continuously so that it may become. Thereafter, the continuous body of the preform was cut by a cutting machine to obtain a length dimension.
さらに切断した弾性体の予備成形体を、加硫缶で160℃、40分の条件で加硫させ、熱風炉で160℃、30分の条件で2次加硫を行い、さらに全長寸法を240mmに切断して加硫した自由状態の弾性体とした。 Further, the cut preform of elastic body is vulcanized in a vulcanizer at 160 ° C for 40 minutes, and then subjected to secondary vulcanization in a hot air oven at 160 ° C for 30 minutes. The elastic body in a free state was cut and vulcanized.
実施例1〜3において得られた弾性体をスラスト方向に60mmピッチで切断して中空部の内径を円筒状のピンゲージで測定した。 The elastic bodies obtained in Examples 1 to 3 were cut at a pitch of 60 mm in the thrust direction, and the inner diameter of the hollow portion was measured with a cylindrical pin gauge.
実施例1〜3で調製した自由状態である弾性体の内径寸法を図4に示す。スラスト方向の各位置での弾性体の内径を平均値で示しその公差が±0.02mmである弾性体をそれぞれ100本作製した。 FIG. 4 shows the inner diameter of the elastic body in the free state prepared in Examples 1 to 3. 100 elastic bodies each having an average value of the inner diameter of the elastic body at each position in the thrust direction and a tolerance of ± 0.02 mm were produced.
また外径がΦ6.0mmの芯金に導電性の加硫接着剤を平均膜厚で10μm塗布して乾燥させた。 Further, a conductive vulcanized adhesive was applied to a core metal having an outer diameter of Φ6.0 mm with an average film thickness of 10 μm and dried.
実施例1〜3で得られた弾性体の中空部の端部に芯金の端部を2mm圧入して次いで弾性体の中空部のもう一方の端部に芯金の挿入側と逆側から0.25Mpaの圧力をかけた空気を送り込りこんで弾性体を膨らましながら中空部に芯金を挿入して、その後圧送空気を停止して芯金と弾性体を一体化した。次いで実施例1〜3の未研削の弾性体ローラを、160℃、15分の加熱条件下で熱風炉を用いて加熱し、導電性接着剤による加熱接着を行なってその後両端部を突切りして230mmに全長寸法を調製した。次いで実施例1〜3で得られた未研削の弾性体ローラをNC円筒研削機によって外周面を中央部の外径がΦ12mmでクラウン量100μmの弾性体ローラに研削した。 The end of the cored bar was pressed into the end of the hollow part of the elastic body obtained in Examples 1 to 3 by 2 mm, and then the other end of the hollow part of the elastic body was inserted from the side opposite to the insertion side of the cored bar. The cored bar and the elastic body were integrated by inserting the cored bar into the hollow part while inflating the elastic body by feeding air under a pressure of 0.25 MPa, and then stopping the pressurized air. Next, the unground elastic rollers of Examples 1 to 3 were heated using a hot air oven at 160 ° C. for 15 minutes, and heat-bonded with a conductive adhesive, and then both ends were cut off. The overall length was adjusted to 230 mm. Next, the unground elastic roller obtained in Examples 1 to 3 was ground by an NC cylindrical grinder into an elastic roller having an outer peripheral surface of Φ12 mm and a crown amount of 100 μm at the center.
実施例1〜3の研削した弾性体ローラに下記のような塗料をもちいてディピング塗工で表層を施し2層構成の帯電ローラを調製した。表面層用塗料の調製としてまずラクトン変性アクリルポリオール100質量部、メチルイソブチルケトン220質量部、導電性酸化錫(シランカップリング剤表面処理、粉体抵抗100Ωcm、平均粒径0.02μm)90質量部、架橋ポリメタクリル酸メチル微粒子(平均粒径5μm、SF−1 110)40質量部、変性ジメチルシリコーンオイル0.08質量部の割合で配合した混合液をビーズミルにて分散させた後、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)とイソホロンジイソシアネート(IPDI)の各ブタノンオキシムブロック体の1:1混合物をNCO/OH=1.0となるように添加し、溶解して表面層用塗料を調製した。上記表面層用塗料を実施例1〜3で研削した弾性体ローラの上に、まずディピング塗布し、10分間風乾した後、上下を逆さにして、ディピング塗布し、30分風乾した後、150℃で1時間乾燥することにより、厚さ15μmの表面層を有する実施例1〜3の帯電ローラを得た。
A surface layer was applied to the ground elastic roller of Examples 1 to 3 by dipping coating using the following paint to prepare a two-layer charging roller. As the preparation of the coating for the surface layer, first, 100 parts by mass of lactone-modified acrylic polyol, 220 parts by mass of methyl isobutyl ketone, 90 parts by mass of conductive tin oxide (surface treatment of silane coupling agent, powder resistance 100 Ωcm, average particle size 0.02 μm), After a mixed liquid blended in a proportion of 40 parts by mass of crosslinked polymethyl methacrylate fine particles (
(比較例1〜4)
次いで比較例1および比較例2では押し出速度を0.5〜6m/minから選び、かつ押し出速度を一定にして他の条件は実施例と同様にして自由状態である弾性体をそれぞれ100本作製した。また比較例1および比較例2で調製した自由状態である弾性体の内径寸法を図4に示す。
(Comparative Examples 1-4)
Next, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the extrusion speed was selected from 0.5 to 6 m / min, and the extrusion speed was kept constant. did. FIG. 4 shows the inner diameter dimension of the elastic body in the free state prepared in Comparative Example 1 and Comparative Example 2.
さらに実施例と同様にして比較例1および比較例2の帯電ローラを得た。 Further, the charging rollers of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were obtained in the same manner as in Example.
また比較例3および比較例4では実施例と同様にして押し出速度を変化させたが、比較例3では中央部の内径をΦ6の芯金外径に対して68.3%とし、比較例4では両端部の内径をΦ6の芯金外径に対して96.7%とした。また比較例3および比較例4で調製した自由状態である弾性体の内径寸法を図4に示す。 Further, in Comparative Example 3 and Comparative Example 4, the extrusion speed was changed in the same manner as in Example, but in Comparative Example 3, the inner diameter of the central portion was 68.3% with respect to the outer diameter of the core metal of Φ6, and in Comparative Example 4, The inner diameter of both ends was 96.7% with respect to the outer diameter of the core metal of Φ6. FIG. 4 shows the inner diameter of the elastic body in the free state prepared in Comparative Example 3 and Comparative Example 4.
さらに実施例と同様にして比較例3および比較例4の帯電ローラを得た。 Further, the charging rollers of Comparative Example 3 and Comparative Example 4 were obtained in the same manner as in Example.
そして実施例1〜3と比較例1〜4で得られた弾性体ローラおよびの評価を図4に示し判定は嵌挿性、密着性、凹み発生率で行なった。 And the evaluation of the elastic body rollers obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4 is shown in FIG. 4, and the determination was made based on the insertion property, the adhesiveness, and the dent occurrence rate.
嵌挿性は芯金挿入時の圧入し易さで判定し、また密着性は嵌挿後に芯金を固定して弾性体にラジアル方向に0.4 Mpaの力を与えて弾性体が芯金と固定できているか否かで判定した。また弾性体ローラに表層を施した帯電ローラの外周面をΦ30mmの金属ドラムに1000grで押し当てて回転しながら隙間をレーザで測定するゴムローラ隙間検査機(OPTRON製GM1000)で隙間を測定して判定した。隙間検査機で隙間高さが4μm以上で長さが0.2mm以上ある隙間を検知された帯電ローラの発生率を求めた。 Insertability is determined by the ease of press-fitting when inserting the metal core. Adhesion is fixed by fixing the metal core after insertion and applying a force of 0.4 Mpa to the elastic body in the radial direction. Judgment was made based on whether or not it was made. Also, measure the gap with a rubber roller gap inspection machine (GM1000 manufactured by OPTRON) that measures the gap with a laser while rotating the outer peripheral surface of the charging roller with a surface layer on the elastic roller against a Φ30 mm metal drum at 1000 gr. did. The occurrence rate of the charging roller was detected by detecting a gap having a gap height of 4 μm or more and a length of 0.2 mm or more with a gap inspection machine.
比較例2と比較例3では芯金挿入時に圧入が困難であった。比較例4では端部の密着性が悪く芯金と弾性体が強固に固定できてない弾性体ローラがあった。 In Comparative Example 2 and Comparative Example 3, it was difficult to press-fit when inserting the metal core. In Comparative Example 4, there was an elastic roller in which the core metal and the elastic body could not be firmly fixed due to poor adhesion at the ends.
次に実施例1〜3の帯電ローラと比較例1と比較例4で隙間高さが4μm以上で長さが0.2mm以上ある隙間を検知された帯電ローラについて、その導電性の均一性を評価した。測定環境(N/N 温度23℃,相対湿度60%)下に、各帯電ローラを24時間放置して、その後、次の条件で抵抗値の測定を行った。 Next, for the charging roller in Examples 1 to 3 and the charging roller in which the gap height is 4 μm or more and the length is 0.2 mm or more in Comparative Example 1 and Comparative Example 4, the conductivity uniformity is evaluated. did. Each charging roller was allowed to stand for 24 hours in a measurement environment (N / N temperature 23 ° C., relative humidity 60%), and then the resistance value was measured under the following conditions.
各帯電ローラの芯金両端部に各々500grの荷重をかけて各帯電ローラを、Φ30mmの円柱状のアルミドラムに圧接し、回転させた状態で、各帯電ローラの芯金部に、直流電圧200Vの電源を用いて直流電圧を印加する。その状態で、アルミドラムに直列に接続した抵抗体の両端で、抵抗体にかかっている電圧を測定し、各帯電ローラからアルミドラムへと注入される電流量を評価した。かかる電流値から、各帯電ローラの抵抗値を算出し、抵抗値分布の最大値と最小値の平均を平均抵抗値とした。また各帯電ローラの周(ラジアル)方向の抵抗値分布を求めた。その周(ラジアル)方向の抵抗値分布の最大値と最小値の比(最大値/最小値)を、抵抗値むらの指標とした。 A load of 500 gr is applied to both ends of each core of the charging roller, and each charging roller is pressed against a cylindrical aluminum drum having a diameter of 30 mm and rotated, and a DC voltage of 200 V is applied to the core of the charging roller. A DC voltage is applied using a power source. In this state, the voltage applied to the resistor was measured at both ends of the resistor connected in series to the aluminum drum, and the amount of current injected from each charging roller to the aluminum drum was evaluated. From the current value, the resistance value of each charging roller was calculated, and the average of the maximum value and the minimum value of the resistance value distribution was defined as the average resistance value. Further, the resistance value distribution in the circumferential direction of each charging roller was obtained. The ratio between the maximum value and the minimum value (maximum value / minimum value) of the resistance value distribution in the circumferential (radial) direction was used as an index of resistance value unevenness.
実施例1〜3の帯電ローラでは、平均抵抗値は2〜3×E05Ωで抵抗値むらは1.08〜1.09であり比較例1と比較例4で隙間高さが4μm以上で長さが0.2mm以上ある隙間を検知された帯電ローラでは、平均抵抗値は2〜3×E05Ωで抵抗値むらは1.09〜1.10であった。抵抗値むらには差が少なかった。 In the charging rollers of Examples 1 to 3, the average resistance value is 2 to 3 × E05Ω and the resistance unevenness is 1.08 to 1.09. In Comparative Examples 1 and 4, the gap height is 4 μm or more and the length is 0.2 mm or more. In the charging roller in which a certain gap was detected, the average resistance value was 2 to 3 × E05Ω, and the uneven resistance value was 1.09 to 1.10. There was little difference in uneven resistance.
次に実施例1〜3の帯電ローラと比較例1と比較例4で隙間高さが4μm以上で長さが0.2mm以上ある隙間を検知された帯電ローラを用いて、以下に示すようにして画像評価を行なった。 Next, using the charging roller in Examples 1 to 3 and the charging roller in which the gap height is 4 μm or more and the length is 0.2 mm or more in Comparative Example 1 and Comparative Example 4 is detected as follows. Image evaluation was performed.
本試験で使用した電子写真式レーザープリンターはA4縦出力用のマシンで、記録メディアの出力スピードは、94mm/secで画像解像度は600dpiである。感光体はアルミシリンダーに膜厚18μmのOPC層をコートした反転現像方式の感光ドラムであり、最外層は変性ポリカーボネートをバインダー樹脂とする電荷輸送層である。トナーは、ワックスを中心に電荷制御剤と色素等を含有するスチレンとブチルアクリレートのランダムコポリマーを重合させ、更に表面にポリエステル薄層を重合させシリカ微粒子を外添した。このトナーのガラス転移温度は63℃、体積平均粒子径6μmの重合トナーである。画像の評価は全て、低温低湿環境(L/L:10℃×15%Rh)で行い、ハーフトーン(感光体の回転方向と垂直方向に幅1ドット、間隔2ドットの横線を描く画像)画像を出力し、耐久前と20000枚の連続耐久を実施し、耐久前後での均一画像評価、帯電ローラに部分的な汚れが発生しないかどうかを見た。実施例1〜3に表層を施した帯電ローラは、20000枚の連続耐久後も汚れがなく良好な画像を得た。比較例1と比較例4で隙間高さが4μm以上で長さが0.2mm以上ある隙間を検知された帯電ローラは初期から部分的に黒もや画像が発生した。また黒もや画像部に対応する帯電ローラの表面に凹みが目視で確認された。 The electrophotographic laser printer used in this test is an A4 vertical output machine, the output speed of the recording medium is 94 mm / sec, and the image resolution is 600 dpi. The photoreceptor is a reversal development type photosensitive drum in which an aluminum cylinder is coated with an OPC layer having a film thickness of 18 μm, and the outermost layer is a charge transport layer using a modified polycarbonate as a binder resin. The toner was obtained by polymerizing a random copolymer of styrene and butyl acrylate containing a charge control agent, a pigment and the like centering on wax, and further polymerizing a thin polyester layer on the surface to externally add silica fine particles. This toner is a polymerized toner having a glass transition temperature of 63 ° C. and a volume average particle diameter of 6 μm. All images are evaluated in a low-temperature, low-humidity environment (L / L: 10 ° C x 15% Rh), and a halftone image (an image that draws a horizontal line with a width of 1 dot and a spacing of 2 dots in the direction perpendicular to the rotation direction of the photoconductor). , And continuous durability of 20000 sheets before and after the endurance, uniform image evaluation before and after the endurance, and whether or not the charging roller was partially soiled. The charging roller having the surface layer applied to Examples 1 to 3 was free from contamination even after 20,000 sheets of continuous durability, and good images were obtained. In Comparative Example 1 and Comparative Example 4, the charging roller in which a gap height of 4 μm or more and a length of 0.2 mm or more was detected produced a black haze image from the beginning. Further, a dent was visually confirmed on the surface of the charging roller corresponding to the black haze image portion.
101 弾性体ローラ
102 弾性体ローラ本体
103 芯金
2 自由状態の弾性体
3 中空部
D 芯金の外径
D1、D2 中空部の両端部内径
D3 中空部の中央部内径
101 Elastic roller
102 Elastic roller body
103 cored bar
2 Elastic body in free state
3 Hollow part D Outer diameter of core metal D1, D2 Inner diameter of both ends of hollow part D3 Inner diameter of central part of hollow part
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006004910A JP2007187223A (en) | 2006-01-12 | 2006-01-12 | Method of manufacturing conductive elastic body roller |
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US11345031B2 (en) | 2017-03-21 | 2022-05-31 | Kobe Steel, Ltd. | Method for acquiring weld pass information and welding robot system |
-
2006
- 2006-01-12 JP JP2006004910A patent/JP2007187223A/en not_active Withdrawn
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