JP2007232760A - Developing roll - Google Patents

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JP2007232760A
JP2007232760A JP2006050648A JP2006050648A JP2007232760A JP 2007232760 A JP2007232760 A JP 2007232760A JP 2006050648 A JP2006050648 A JP 2006050648A JP 2006050648 A JP2006050648 A JP 2006050648A JP 2007232760 A JP2007232760 A JP 2007232760A
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base rubber
rubber layer
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developing roll
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Tadashi Imai
匡 今井
Masanari Umeda
政成 梅田
Shuichi Egawa
秀一 江川
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Sumitomo Riko Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a developing roll designed so as to prevent the effect of an insulation layer formed on the external circumferential part of a base rubber layer. <P>SOLUTION: The base rubber layer 2 is formed along the external circumferential surface of a shaft body 1 by die molding. A large number of recesses A are formed in the external circumferential surface of the base rubber layer 2, which corresponds to the transfer surface of the die, by laser etching such that the edges of the openings of the recesses overlap and at least part of the external circumferential surface is removed. The proportion of the removed part is set to 80% or more of the area of the original external circumferential surface. The outermost layer 3 is formed along the external circumference of the base rubber layer 3. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機,プリンター等の電子写真機器類に用いられる現像ロールに関するものである。   The present invention relates to a developing roll used in electrophotographic equipment such as a copying machine and a printer.

複写機,プリンター等の電子写真機器に用いられる現像ロールは、通常、図7に示すように、軸体1の外周面にベースゴム層2が形成され、このベースゴム層2の外周に直接もしくは他の層を介して(図7では直接)最外層3が形成されている(例えば、特許文献1参照)。そして、上記ベースゴム層2および最外層3等の抵抗調整を行うことにより、ゴースト(本来印刷すべき画像に前回印刷した画像が残る現象)の発生を抑制している。
特開平10−239985号公報
As shown in FIG. 7, a developing roll used in an electrophotographic apparatus such as a copying machine or a printer usually has a base rubber layer 2 formed on the outer peripheral surface of the shaft body 1, and directly or directly on the outer periphery of the base rubber layer 2. The outermost layer 3 is formed through another layer (directly in FIG. 7) (see, for example, Patent Document 1). Then, by adjusting the resistance of the base rubber layer 2 and the outermost layer 3, etc., the occurrence of ghost (a phenomenon in which an image that was previously printed remains in an image that should be printed) is suppressed.
JP-A-10-239985

しかしながら、ゴーストは、上記のようにしても、依然として発生することがあった。そこで、本発明者らは、そのゴーストの原因について研究を重ねた。その結果、ベースゴム層2の外周面に絶縁層21が形成されており、それが原因となって、現像ロールの表面に電荷が残留し易くなっていることを突き止めた。また、この絶縁層21が形成される原因は、ベースゴム層2を成形する際に、金型の型面に接する外周面から所定の厚みの部分が加硫の熱により加硫が促進されることにあることも突き止めた。   However, even if the ghost is generated as described above, it may still occur. Therefore, the present inventors have repeatedly studied the cause of the ghost. As a result, it was found that the insulating layer 21 was formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2, which caused charges to easily remain on the surface of the developing roll. The insulating layer 21 is formed because, when the base rubber layer 2 is molded, the portion having a predetermined thickness from the outer peripheral surface in contact with the mold surface of the mold is vulcanized by the heat of vulcanization. I also found out that there was.

本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ベースゴム層の外周部に形成される絶縁層の影響を防止した現像ロールの提供をその目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a developing roll that prevents the influence of an insulating layer formed on the outer peripheral portion of the base rubber layer.

上記の目的を達成するため、本発明の現像ロールは、軸体と、この軸体の外周面に金型成形により形成されたベースゴム層と、このベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成された最外層とを有する現像ロールであって、金型の型面の転写面となるベースゴム層の外周面に、レーザエッチングによる多数の凹部が、その開口縁部が重なり合った状態で分布形成されて外周面の少なくとも一部が削除され、その削除された部分が元の外周面の表面積の80%以上に設定されているという構成をとる。   In order to achieve the above object, the developing roll of the present invention comprises a shaft body, a base rubber layer formed by molding on the outer peripheral surface of the shaft body, and a direct or other layer on the outer periphery of the base rubber layer. A developing roll having an outermost layer formed through the outer peripheral surface of the base rubber layer serving as a transfer surface of the mold surface of the mold, and a large number of recesses formed by laser etching, with the opening edges overlapping each other. The distribution is formed in a state where at least a part of the outer peripheral surface is deleted, and the deleted part is set to 80% or more of the surface area of the original outer peripheral surface.

本発明は、本発明者らの前記知見に基づき、さらに研究を重ねてなされたものである。すなわち、本発明は、金型成形によりベースゴム層を形成した後、その金型の型面の転写面以下の所定厚みに形成される絶縁層にレーザエッチングを施し、そのレーザエッチングにより形成される凹部を、その開口縁部が重なり合うよう多数分布形成することにより、上記絶縁層の殆どが削除され、ゴーストの発生が防止されるようになる。このレーザエッチングは、上記金型の型面の転写面(元の外周面)の表面積の80%以上が削除されるよう行うことにより、ゴースト発生が防止されるようになる。   The present invention has been made by further research based on the above findings of the present inventors. That is, in the present invention, after the base rubber layer is formed by molding, the insulating layer formed to have a predetermined thickness below the transfer surface of the mold surface is subjected to laser etching, and the laser etching is performed. By forming a large number of concave portions so that the opening edge portions overlap each other, most of the insulating layer is eliminated and ghosting is prevented. This laser etching is performed so that 80% or more of the surface area of the transfer surface (original outer peripheral surface) of the mold surface of the mold is removed, thereby preventing the occurrence of ghost.

本発明の現像ロールは、金型の型面の転写面となるベースゴム層の外周面に、レーザエッチングによる多数の凹部が、その開口縁部が重なり合った状態で分布形成されて外周面の少なくとも一部が削除され、その削除された部分が元の外周面の表面積の80%以上に設定されているため、ベースゴム層の外周部に形成された絶縁層の殆どが、上記レーザエッチングにより削除されている。このため、現像ロールの表面に電荷が殆ど残留しなくなり、その結果、ゴーストを防止することができ、良質の画像を得ることができる。   In the developing roll of the present invention, a large number of recesses by laser etching are distributed and formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer serving as a transfer surface of the mold surface of the mold in a state where the opening edges overlap with each other. Part of the insulating layer formed on the outer periphery of the base rubber layer is deleted by the above laser etching because a part of it is set to 80% or more of the surface area of the original outer peripheral surface. Has been. For this reason, almost no electric charge remains on the surface of the developing roll, and as a result, ghost can be prevented and a high-quality image can be obtained.

つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。但し、本発明は、これに限定されるわけではない。   Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this.

図1は、本発明の現像ロールの一実施の形態を示している。この実施の形態の現像ロールは、円柱状の軸体1と、この軸体1の外周面に形成されたベースゴム層2と、このベースゴム層2の外周面に形成された最外層3とから構成されている。上記ベースゴム層2は、金型成形により形成されたものであり、この実施の形態では、その金型の型面の転写面となるベースゴム層2の元の外周面全体(元の外周面の表面積の100%)に、レーザエッチングによる凹部Aが、その開口縁部が重なり合った状態で多数分布形成されている。この凹部Aの形成により、ベースゴム層2は、その外周部に形成されていた絶縁層が全体的に削除されたものとなっている。特に、この実施の形態のように、ベースゴム層2の元の外周面(金型の型面の転写面)全体にレーザエッチングが施されると、ベースゴム層2の外周面は、算術平均粗さ(Ra)0.3〜0.5μm程度の粗面に形成される。そして、そのレーザエッチング処理面に、上記最外層3が形成され、その最外層3の算術平均粗さ(Ra)は、0.09〜0.30μm程度の粗面に形成され、現像ロールとして適正な表面粗さに形成される。   FIG. 1 shows an embodiment of the developing roll of the present invention. The developing roll of this embodiment includes a cylindrical shaft body 1, a base rubber layer 2 formed on the outer peripheral surface of the shaft body 1, and an outermost layer 3 formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2. It is composed of The base rubber layer 2 is formed by molding, and in this embodiment, the entire original outer peripheral surface (the original outer peripheral surface) of the base rubber layer 2 serving as a transfer surface of the mold surface of the mold. 100% of the surface area), a large number of recesses A formed by laser etching are formed in a state where the opening edge portions overlap each other. By forming the recess A, the base rubber layer 2 has the entire insulating layer formed on the outer periphery thereof removed. In particular, as in this embodiment, when laser etching is performed on the entire original outer peripheral surface (transfer surface of the mold surface of the mold) of the base rubber layer 2, the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 is arithmetically averaged. It is formed on a rough surface with a roughness (Ra) of about 0.3 to 0.5 μm. The outermost layer 3 is formed on the laser-etched surface, and the arithmetic average roughness (Ra) of the outermost layer 3 is formed on a rough surface of about 0.09 to 0.30 μm, which is suitable as a developing roll. It is formed with a rough surface.

より詳しく説明すると、レーザエッチングにより形成される、重なり合う前の各凹部の形状は、形成容易性の観点から、各凹部の開口形状が好ましくは円形状に形成され、各凹部の凹面形状が好ましくは球面状の一部からなる曲面(例えば、半球面状)に形成される。そして、そのような各凹部の開口縁部が重なり合うように形成されることにより、上記絶縁層が略均一に削除される。また、重なり合う前の各凹部の開口形状としては、上記円形状に限定されず、楕円状,四角形状等でもよい。   More specifically, the shape of each recess before overlapping formed by laser etching is preferably formed in a circular shape from the viewpoint of easy formation, and the concave shape of each recess is preferably It is formed into a curved surface (for example, a hemispherical shape) consisting of a part of a spherical shape. And the said insulating layer is deleted substantially uniformly by forming so that the opening edge part of such each recessed part may overlap. Further, the opening shape of each recess before overlapping is not limited to the circular shape described above, and may be an elliptical shape, a rectangular shape, or the like.

重なり合う前の各凹部の寸法形状は、上記絶縁層(厚み1〜3μm程度)を削除する観点から、開口形状を直径110〜140μmの範囲内の円形状とし、凹面形状を深さ2〜10μmの範囲内の球面状の一部とすることが好ましい。そして、各凹部の開口縁部の重なり度合いは、凹部直径の0〜12%の範囲内で重なり合うようにすることが好ましい。ここで、「凹部直径の0%で重なり合う」とは、隣り合う凹部の開口縁部が接した状態を意味する。また、重なり合う前の各凹部の開口形状の形状寸法および凹面形状の形状寸法は、各凹部の形成に用いられるレーザマーカーにおいて、レーザ光の出力,レンズによるレーザ光の収束程度,照射時間等を調節することにより設定される。   From the viewpoint of deleting the insulating layer (thickness of about 1 to 3 μm), the shape of each recess before overlapping is a circular shape having a diameter in the range of 110 to 140 μm, and the concave shape is 2 to 10 μm in depth. A part of the spherical surface within the range is preferable. And it is preferable to make it the overlapping degree of the opening edge part of each recessed part within the range of 0-12% of a recessed part diameter. Here, “overlap at 0% of the diameter of the recess” means a state in which the opening edges of adjacent recesses are in contact. In addition, the shape dimensions of the opening shape and the concave surface shape of each recess before overlapping each other adjust the laser beam output, the degree of convergence of the laser beam by the lens, the irradiation time, etc. in the laser marker used for forming each recess. It is set by doing.

そして、重なり合った後の各凹部Aの寸法は、直径110μm以上、深さ2μm以上にすることが好ましく、より好ましくは直径110〜125μmの範囲内、深さ2〜8.5μmの範囲内である。また、凹部Aの分布形成は、軸方向および周方向に規則的になされてもよいし、ランダムになされていてもよい。ここで、上記直径は、ベースゴム層2の外周面を電子顕微鏡で見て、各凹部Aの最大径と最小径の平均値をとり、それを任意の10個の凹部Aで測定し、それらの平均値で表される。また、上記深さは、ベースゴム層2を厚み方向に切断し、その断面を電子顕微鏡で見て、凹部Aの深さを任意の10個の凹部Aで測定し、それらの平均値で表される。   The dimensions of the concave portions A after being overlapped are preferably 110 μm or more in diameter and 2 μm or more in depth, more preferably in the range of 110 to 125 μm in diameter and in the range of 2 to 8.5 μm in depth. . Further, the distribution of the recesses A may be regularly formed in the axial direction and the circumferential direction, or may be randomly performed. Here, the above-mentioned diameter is obtained by measuring the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 with an electron microscope, taking an average value of the maximum diameter and the minimum diameter of each recess A, and measuring them with any of the 10 recesses A. It is expressed by the average value of. The depth is expressed by an average value obtained by cutting the base rubber layer 2 in the thickness direction, measuring the depth of the concave portion A with any of the ten concave portions A with an electron microscope, and measuring the depth of the concave portion A. Is done.

このような現像ロールの作製は、つぎに説明するように、軸体1の外周面にベースゴム層2を形成した後、レーザエッチングにより上記凹部Aを形成し、その後、最外層3を形成することにより行われる。   For producing such a developing roll, as described below, after forming the base rubber layer 2 on the outer peripheral surface of the shaft body 1, the recess A is formed by laser etching, and then the outermost layer 3 is formed. Is done.

より詳しく説明すると、まず、軸体1の外周面に、必要に応じて接着剤等を塗布し、これを成形用金型の中空部に同軸的に設置し、密封した後、ベースゴム層2の形成材料を注入して成形する。ついで、オーブン加硫等により加硫し、上記ベースゴム層2(通常、厚み0.5〜5mm程度)を形成した後、脱型する。   More specifically, first, an adhesive or the like is applied to the outer peripheral surface of the shaft body 1 as necessary, and this is coaxially installed in the hollow portion of the molding die and sealed, and then the base rubber layer 2 is sealed. The forming material is injected and molded. Next, vulcanization is performed by oven vulcanization or the like to form the base rubber layer 2 (usually about 0.5 to 5 mm in thickness), and then demolding.

そして、そのベースゴム層2の外周面(金型の型面の転写面)全体に、レーザエッチングを施す。このレーザエッチングは、レーザ光をレンズ系により微小な点状に収束させ、ベースゴム層2の外周面にレーザ光密度の高い点状部分を形成することにより、その点状部分でベースゴム層2がレーザ光を吸収してアブレーション(溶発)を起こし、その点状部分に微小な上記凹部Aを形成することができる。例えば、上記レンズ系を上記ロール体の軸方向に沿って直線状に複数個配置することにより、上記レーザ光が点状に収束した点状部分を、ベースゴム層2の外周面に、軸方向に沿って一端縁から他端縁まで直線状に多数点在させるようにすると、それら点在部分を一度に上記凹部Aに形成することができる。さらに、上記ロール体を断続的に軸周りに回転させ、その回転に同調させて断続的にレーザ光を照射すると、上記ベースゴム層2の外周面に多数の凹部Aを分布形成することができる。このようなレーザエッチングが可能な装置としては、例えば、ミヤチテクノス社製のFine Marker ML-7110Bがある。   Then, laser etching is performed on the entire outer peripheral surface (transfer surface of the mold surface of the mold) of the base rubber layer 2. In this laser etching, the laser beam is converged into minute dots by a lens system, and a point-like portion having a high laser beam density is formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2. Absorbs the laser beam to cause ablation (melting), and the minute concave portion A can be formed in the dot-like portion. For example, by arranging a plurality of the lens systems in a straight line along the axial direction of the roll body, a point-like portion where the laser light is converged in a point shape is formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 in the axial direction. If a large number of lines are scattered in a straight line from one end edge to the other end edge, the dotted portions can be formed in the recess A at a time. Further, when the roll body is intermittently rotated around the axis, and laser light is intermittently irradiated in synchronization with the rotation, a large number of recesses A can be distributed and formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2. . As an apparatus capable of such laser etching, for example, there is Fine Marker ML-7110B manufactured by Miyachi Technos.

この凹部Aの形成において、開口縁部の重なり度合いの設定は、隣接する凹部Aと凹部Aとの開口縁部が相互に重なり合うよう、レンズ系を調節してレーザ光の点状収束部分が所定ピッチになるよう調節するとともに、ロール体の断続的回転が所定角度になるよう調節することにより行われる。また、重なり合う前の各凹部の大きさは、上述したように、レーザ光の出力,レンズによるレーザ光の収束程度,照射時間等を調節することにより行われる。このようにして、上記現像ロールを作製することができる。なお、上記レーザ光としては、通常、Nd−YAGレーザまたはエキシマレーザを用いる。また、上記凹部Aの形成は、1個のレーザ光をロール体の軸方向に走査させ、その走査の過程でレーザ光の照射を断続させるようにしてもよい。   In the formation of the recess A, the degree of overlap of the opening edge is set by adjusting the lens system so that the opening edges of the adjacent recess A and the recess A overlap each other. While adjusting so that it may become a pitch, it is performed by adjusting so that intermittent rotation of a roll body may become a predetermined angle. Further, as described above, the size of each concave portion before overlapping is performed by adjusting the output of the laser light, the degree of convergence of the laser light by the lens, the irradiation time, and the like. In this way, the developing roll can be produced. As the laser beam, an Nd-YAG laser or an excimer laser is usually used. The concave portion A may be formed by scanning one laser beam in the axial direction of the roll body and intermittently irradiating the laser beam during the scanning process.

ついで、上記レーザエッチングされた、ベースゴム層2の外周面に、最外層3の形成材料を、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塗布した後、硬化させて最外層3(通常、厚み3〜30μm程度)を形成する。   Next, the outermost layer 3 (usually, the outermost layer 3 (usually, the outer layer 3) is applied to the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 by the laser etching using a roll coating method, a spray coating method, a dipping method, and the like. A thickness of about 3 to 30 μm).

このような現像ロールは、上記レーザエッチングによる凹部Aの形成により、ベースゴム層2の外周部に形成されていた絶縁層が全体的に削除されているため、実機での使用において、現像ロールの表面に電荷が殆ど残留しなくなり、その結果、ゴースト発生を防止することができ、良質の画像を得ることができる。   In such a developing roll, since the insulating layer formed on the outer peripheral portion of the base rubber layer 2 is entirely removed by the formation of the recess A by the laser etching, the developing roll of the developing roll can be used in actual use. As a result, almost no charge remains on the surface, and as a result, ghosting can be prevented and a high-quality image can be obtained.

特に、この実施の形態のように、ベースゴム層2の外周面全体にレーザエッチングが施されると、ベースゴム層2の外周面の表面粗さは比較的小さく〔上記算術平均粗さ(Ra)0.3〜0.5μm程度〕なり、これにより、上記最外層3の外周面の表面粗さも比較的小さく〔上記算術平均粗さ(Ra)0.09〜0.30程度〕なるため、トナーの劣化が抑制される。   In particular, as in this embodiment, when laser etching is performed on the entire outer peripheral surface of the base rubber layer 2, the surface roughness of the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 is relatively small [the arithmetic average roughness (Ra Therefore, the surface roughness of the outer peripheral surface of the outermost layer 3 is also relatively small [the arithmetic average roughness (Ra) is about 0.09 to 0.30]. Toner deterioration is suppressed.

ここで、本発明の現像ロールを構成する軸体1,ベースゴム層2,最外層3の形成材料等について説明する。   Here, materials for forming the shaft body 1, the base rubber layer 2, and the outermost layer 3 constituting the developing roll of the present invention will be described.

上記軸体1は、特に限定されるものではなく、中実でも中空でもよい。また、上記軸体1の材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、鉄,鉄にめっきを施したもの,ステンレス,アルミニウム等があげられる。そして、上記軸体1の表面には、通常、接着剤やプライマー等が塗布される。さらに、上記接着剤やプライマー等は、必要に応じて、導電化してもよい。   The shaft body 1 is not particularly limited, and may be solid or hollow. The material of the shaft body 1 is not particularly limited, and examples thereof include iron, iron plated, stainless steel, and aluminum. Then, an adhesive, a primer or the like is usually applied to the surface of the shaft body 1. Further, the adhesive, primer, etc. may be made conductive as necessary.

上記ベースゴム層2の形成材料としては、通常、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリウレタン系エラストマー,エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),スチレン−ブタジエンゴム(SBR),シリコーンゴム,アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR),クロロプレンゴム(CR)等があげられる。なかでも、低硬度でへたりが少ないという観点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。また、必要に応じて、シリコーンオイル,加硫剤,加硫促進剤,滑剤,助剤等を適宜に添加してもよい。   As a material for forming the base rubber layer 2, a material containing a conductive agent in the following main material is usually used. That is, the main material is not particularly limited. For example, polyurethane elastomer, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), silicone rubber, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR). , Hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), chloroprene rubber (CR), and the like. Of these, silicone rubber is preferably used from the viewpoint of low hardness and less sag. Moreover, silicone oil, a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, a lubricant, an auxiliary agent and the like may be appropriately added as necessary.

上記最外層3の形成材料としては、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ウレタン樹脂,ポリアミド樹脂,アクリル樹脂、アクリルシリコーン樹脂、ブチラール樹脂(PVB),アルキッド樹脂,ポリエステル樹脂,フッ素ゴム,フッ素樹脂,フッ素ゴムとフッ素樹脂の混合物,シリコーン樹脂,シリコーングラフトアクリルポリマー,アクリルグラフトシリコーンポリマー,ニトリルゴム,ウレタンゴム等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、耐摩耗性の観点から、ウレタン樹脂が好ましい。   As a material for forming the outermost layer 3, the following main material containing a conductive agent is used. That is, the main material is not particularly limited. For example, urethane resin, polyamide resin, acrylic resin, acrylic silicone resin, butyral resin (PVB), alkyd resin, polyester resin, fluorine rubber, fluorine resin, fluorine Examples thereof include a mixture of rubber and fluororesin, silicone resin, silicone graft acrylic polymer, acrylic graft silicone polymer, nitrile rubber, urethane rubber and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, urethane resins are preferred from the viewpoint of wear resistance.

図2は、本発明の現像ロールの他の実施の形態を示している。この実施の形態の現像ロールは、レーザエッチングにより凹部Aが形成される部分が、金型の型面の転写面(ベースゴム層2の元の外周面)2aの表面積の80%以上100%未満となっており、残部は、上記型面の転写面2aのまま残っている。このようにレーザエッチングが施されると、表面粗さが上記実施の形態よりも大きくなり、ベースゴム層2の外周面は、算術平均粗さ(Ra)0.5〜2.0μm程度の粗面に形成され、最外層3の外周面は、算術平均粗さ(Ra)0.3〜1.0μm程度の粗面に形成される。   FIG. 2 shows another embodiment of the developing roll of the present invention. In the developing roll of this embodiment, the portion where the recess A is formed by laser etching is 80% or more and less than 100% of the surface area of the transfer surface (original outer peripheral surface of the base rubber layer 2) 2a of the mold surface. The remaining portion remains the transfer surface 2a of the mold surface. When laser etching is performed in this manner, the surface roughness becomes larger than that of the above embodiment, and the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 has a roughness with an arithmetic average roughness (Ra) of about 0.5 to 2.0 μm. The outer peripheral surface of the outermost layer 3 is formed into a rough surface having an arithmetic average roughness (Ra) of about 0.3 to 1.0 μm.

このように、ベースゴム層2の外周面に型面の転写面2aが残っていたとしても、それが僅か(転写面2aの表面積の20%以下)であれば、図1に示す現像ロールと同様に、ゴースト発生を防止することができ、良質の画像を得ることができる。   As described above, even if the transfer surface 2a of the mold surface remains on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2, if the transfer surface 2a is small (less than 20% of the surface area of the transfer surface 2a), the developing roll shown in FIG. Similarly, ghosting can be prevented and a good quality image can be obtained.

上記金型の型面の転写面(ベースゴム層2の外周面)2aにおけるレーザエッチングが施される割合は、レーザエッチングにより形成する凹部の外径と、各凹部の開口縁部の重なり度合いとの設定値から、計算により算出することができる。また、その割合の確認は、電子顕微鏡で観ることにより行うことができる。   The ratio of laser etching on the transfer surface (outer peripheral surface of the base rubber layer 2) 2a of the mold surface is determined by the outer diameter of the recess formed by laser etching and the degree of overlap of the opening edge of each recess. From the set value, it can be calculated by calculation. Moreover, the confirmation of the ratio can be performed by observing with an electron microscope.

なお、上記各実施の形態において、場合により、ベースゴム層2と最外層3との間には、中間層を形成してもよい。この中間層の形成材料としては、通常、下記の主材料に導電剤が含有されているものが用いられる。すなわち、その主材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム(水素化ニトリルゴム:H−NBR),アクリロニトリル−ブタジエンゴム(ニトリルゴム:NBR),ポリウレタン系エラストマー,クロロプレンゴム(CR),天然ゴム,ブタジエンゴム(BR),アクリルゴム(ACM),イソプレンゴム(IR),スチレン−ブタジエンゴム(SBR),ヒドリンゴム(ECO,CO),ウレタンゴム,フッ素ゴム等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、接着性およびコーティング液の安定性の観点から、H−NBR,ポリウレタン系エラストマーが特に好ましい。   In each of the above embodiments, an intermediate layer may be formed between the base rubber layer 2 and the outermost layer 3 in some cases. As a material for forming the intermediate layer, a material containing a conductive agent in the following main material is usually used. That is, the main material is not particularly limited. For example, hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (hydrogenated nitrile rubber: H-NBR), acrylonitrile-butadiene rubber (nitrile rubber: NBR), polyurethane-based elastomer, Chloroprene rubber (CR), natural rubber, butadiene rubber (BR), acrylic rubber (ACM), isoprene rubber (IR), styrene-butadiene rubber (SBR), hydrin rubber (ECO, CO), urethane rubber, fluorine rubber, etc. It is done. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, H-NBR and polyurethane elastomers are particularly preferred from the viewpoints of adhesiveness and coating liquid stability.

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.

〔軸体〕
外径8mm、長さ350mmの鉄製の中実円柱状の軸体を準備した。
[Shaft]
An iron solid cylindrical shaft body having an outer diameter of 8 mm and a length of 350 mm was prepared.

〔ベースゴム層の形成材料〕
導電性シリコーンゴム(X34−270A/B、信越化学工業社製)をニーダーにより混練してベースゴム層の形成材料を調製した。
[Base rubber layer forming material]
Conductive silicone rubber (X34-270A / B, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was kneaded with a kneader to prepare a base rubber layer forming material.

〔最外層の形成材料〕
ポリカーボネートジオール系ウレタン樹脂(ニッポラン5196、日本ポリウレタン社製)100重量部に対して、カーボンブラック(デンカブラックHS−100、電気化学工業社製)40重量部の割合で用い、ボールミルにより混練した後、MEK400重量部を加えて混合,攪拌して最外層の形成材料を調製した。
[Material for forming outermost layer]
After 100 parts by weight of polycarbonate diol-based urethane resin (Nipporan 5196, manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) at a ratio of 40 parts by weight of carbon black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.), The outermost layer forming material was prepared by adding 400 parts by weight of MEK, mixing and stirring.

〔現像ロールの作製〕
成形用金型を用いて成形(190℃×30分間)することにより、軸体の外周面にベースゴム層(厚み4mm、長さ240mm)を形成した。そして、Nd−YAGレーザを用い、そのベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)の80%に、レーザエッチングを施すことにより、多数の凹部を開口縁部が重なるよう分布形成した。つぎに、このようにして得られたロール体の外周面に、上記最外層の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥(硬化)させ、最外層(厚み30μm)を形成した。なお、上記レーザエッチングには、レーザエッチング装置としてミヤチテクノス社製のFine Marker ML-7110Bを用いた。また、レーザエッチングの条件は、出力:26A、周波数:17.6kHz、スピード:2050mm/秒、ベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)とレーザ光収束用レンズとの距離:360mm(レーザ光収束用レンズの本来の焦点距離350mm)とした。
[Preparation of developing roll]
A base rubber layer (thickness 4 mm, length 240 mm) was formed on the outer circumferential surface of the shaft body by molding (190 ° C. × 30 minutes) using a molding die. Then, using Nd-YAG laser, 80% of the outer peripheral surface of the base rubber layer (transfer surface of the mold surface of the mold) is subjected to laser etching, so that a large number of recesses are distributed so that the opening edges overlap. did. Next, after forming the outermost layer forming material on the outer peripheral surface of the roll body thus obtained by a roll coating method, the outermost layer (thickness 30 μm) was formed by drying (curing). In the laser etching, Fine Marker ML-7110B manufactured by Miyachi Technos was used as a laser etching apparatus. The laser etching conditions are: output: 26 A, frequency: 17.6 kHz, speed: 2050 mm / second, distance between the outer peripheral surface of the base rubber layer (the mold surface of the mold surface) and the laser beam focusing lens: 360 mm (the original focal length of the laser beam focusing lens is 350 mm).

上記実施例1において、レーザエッチングを施す部分をベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)全体(100%)とした。また、レーザエッチングの条件のうちベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)とレーザ光収束用レンズとの距離を370mmとした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。   In Example 1 described above, the portion subjected to laser etching was the entire outer peripheral surface (transfer surface of the mold surface of the mold) (100%) of the base rubber layer. Further, among the laser etching conditions, the distance between the outer peripheral surface of the base rubber layer (the transfer surface of the mold surface of the mold) and the laser beam focusing lens was 370 mm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.

上記実施例2において、レーザエッチングの条件のうちベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)とレーザ光収束用レンズとの距離を375mmとした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。   In Example 2 described above, the distance between the outer peripheral surface of the base rubber layer (the transfer surface of the mold surface of the mold) and the laser beam focusing lens among the laser etching conditions was 375 mm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.

上記実施例2において、レーザエッチングの条件のうちベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)とレーザ光収束用レンズとの距離を380mmとした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。   In Example 2 described above, the distance between the outer peripheral surface of the base rubber layer (transfer surface of the mold surface of the mold) and the laser beam focusing lens among the laser etching conditions was 380 mm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.

〔比較例1〕
上記実施例1において、レーザエッチングを施す部分をベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)の70%とした。また、レーザエッチングの条件のうちベースゴム層の外周面(金型の型面の転写面)とレーザ光収束用レンズとの距離を350mmとした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。
[Comparative Example 1]
In Example 1 described above, the portion subjected to laser etching was 70% of the outer peripheral surface (transfer surface of the mold surface of the mold) of the base rubber layer. Further, among the laser etching conditions, the distance between the outer peripheral surface of the base rubber layer (the transfer surface of the mold surface of the mold) and the laser beam focusing lens was set to 350 mm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.

〔比較例2〕
上記実施例1において、レーザエッチングを施すことなく、最外層を形成した。それ以外は、上記実施例1と同様にした。
[Comparative Example 2]
In Example 1 described above, the outermost layer was formed without performing laser etching. Other than that, it was the same as in Example 1 above.

〔ベースゴム層の表面抵抗および体積抵抗〕
上記実施例1〜4および比較例1,2において、最外層の形成に先立って、ベースゴム層の表面抵抗および体積抵抗を測定した。
[Surface resistance and volume resistance of base rubber layer]
In Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2, the surface resistance and volume resistance of the base rubber layer were measured prior to the formation of the outermost layer.

そのうち表面抵抗は、つぎのようにして測定した。すなわち、図3に示すように、隙間をあけて平行に設置された2本の金属ローラ(外径12mm)21,22の上に、測定対象となる上記ロール体10を載置し、60rpmで回転させるとともに、軸体1の両端部に下方向に合計9.8N(各端部に4.9Nずつ)の荷重Wをかけた。この状態で、一方の金属ローラ21から上記ロール体10の表面に−10Vの直流電圧を印加して、他方の金属ローラ22から基準抵抗R2 にかかる電位差V2 を検出し、上記ロール体10(ベースゴム層2)の表面の周方向に流れる電流値I2 (=V2 /R2 )を算出した。そして、この電流値I2 と上記印加電圧(−10V)から上記ロール体10(ベースゴム層2)の表面抵抗R1 (=10/I2 )を算出した。そして、その表面抵抗R1 を下記の表1に併せて表記した。なお、上記基準抵抗R2 は、上記ロール体10と比較して非常に低い抵抗であり、測定結果に影響を与えないものである。 Of these, the surface resistance was measured as follows. That is, as shown in FIG. 3, the roll body 10 to be measured is placed on two metal rollers (outer diameter 12 mm) 21 and 22 that are installed in parallel with a gap, and at 60 rpm. While rotating, a load W of 9.8 N in total (4.9 N at each end) was applied to both ends of the shaft body 1 in the downward direction. In this state, a DC voltage of −10V is applied from one metal roller 21 to the surface of the roll body 10 to detect a potential difference V 2 applied to the reference resistance R 2 from the other metal roller 22, and the roll body 10. A current value I 2 (= V 2 / R 2 ) flowing in the circumferential direction of the surface of the (base rubber layer 2 ) was calculated. Then, to calculate the current value I 2 and the voltage applied (-10 V) above the roll body 10 from the surface resistance R 1 (= 10 / I 2) (base rubber layer 2). The surface resistance R 1 is also shown in Table 1 below. The reference resistance R 2 is very low compared to the roll body 10 and does not affect the measurement result.

また、体積抵抗は、図4に示すように、1本の金属ローラ(外径30mm)23の上に、測定対象となる上記ロール体10を載置し、60rpmで回転させるとともに、軸体1の両端部に下方向に合計9.8N(各端部に4.9Nずつ)の荷重Wをかけた。この状態で、上記ロール体10の軸体1から−10Vの直流電圧を印加して、金属ローラ23から基準抵抗R4 にかかる電位差V4 を検出し、上記ロール体10(ベースゴム層2)の厚み方向に流れる電流値I4 (=V4 /R4 )を算出した。そして、この電流値I4 と上記印加電圧(−10V)から上記ロール体10(ベースゴム層2)の体積抵抗R3 (=10/I4 )を算出した。 In addition, as shown in FIG. 4, the volume resistance is measured by placing the roll body 10 to be measured on one metal roller (outer diameter 30 mm) 23 and rotating the roll body 10 at 60 rpm. A total load of 9.8 N (4.9 N at each end) was applied to both ends of each. In this state, a DC voltage of −10 V is applied from the shaft body 1 of the roll body 10 to detect a potential difference V 4 applied from the metal roller 23 to the reference resistance R 4 , and the roll body 10 (base rubber layer 2). The current value I 4 (= V 4 / R 4 ) flowing in the thickness direction was calculated. Then, to calculate the current value I 4 and the applied voltage (-10 V) above the roll body 10 from the volume resistance R 3 of (the base rubber layer 2) (= 10 / I 4 ).

〔ベースゴム層の表面粗さ〕
また、ベースゴム層の両端からそれぞれ軸方向内側5mmの位置および軸方向中央の3つの位置において、それぞれの位置の外周の任意の3点での算術平均粗さ(Ra)を、表面粗さ計(東京精密社製、サーフコム1400D)を用いて測定した。そして、その合計9点(3点×3つの位置)での算術平均粗さ(Ra)の平均値を算出し、その結果を下記の表1に併せて表記した。
[Surface roughness of base rubber layer]
Further, the arithmetic average roughness (Ra) at any three points on the outer periphery of each position at three positions in the axially inner 5 mm from the both ends of the base rubber layer and in the axially central position is measured by a surface roughness meter. (Measured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd., Surfcom 1400D). And the average value of arithmetic average roughness (Ra) in the total of 9 points | pieces (3 points x 3 positions) was computed, and the result was combined with the following Table 1, and was described.

〔現像ロールの表面抵抗および体積抵抗〕
最外層の形成後、現像ロールの表面抵抗および体積抵抗を、上記ベースゴム層の場合と同様にして測定した。すなわち、図3,4において、ロール体10に代えて現像ロールを測定対象とした。そして、その結果を下記の表1に併せて表記した。
[Development roll surface resistance and volume resistance]
After the formation of the outermost layer, the surface resistance and volume resistance of the developing roll were measured in the same manner as in the case of the base rubber layer. That is, in FIG. 3 and FIG. The results are also shown in Table 1 below.

〔現像ロールの表面粗さ〕
また、最外層の両端からそれぞれ軸方向内側5mmの位置および軸方向中央の3つの位置において、それぞれの位置の外周の任意の3点での算術平均粗さ(Ra)を、表面粗さ計(東京精密社製、サーフコム1400D)を用いて測定した。そして、その合計9点(3点×3つの位置)での算術平均粗さ(Ra)の平均値を算出し、その結果を下記の表1に併せて表記した。
[Surface roughness of developing roll]
In addition, the arithmetic average roughness (Ra) at any three points on the outer periphery of each position at three positions on the axially inner side 5 mm and the axially central position from both ends of the outermost layer is measured with a surface roughness meter ( Measurement was performed using a surfcom 1400D manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd. And the average value of arithmetic average roughness (Ra) in the total of 9 points | pieces (3 points x 3 positions) was computed, and the result was combined with the following Table 1, and was described.

〔残留電荷の減衰率〕
図5(a)に示すように、現像ロールを回転させ、その表面にコロトロンTから100μAの定電流を流し、その電流を流した位置から90°回転した位置での現像ロール表面の電荷を電位として測定した。この測定は、プローブ(電位検出器)Pを用い、軸方向中央の位置で行った。そして、その測定結果を示す図5(b)において、上記定電流停止時の残留電荷値と、0.5秒後の残留電荷値との比率から、下記の式(1)により、減衰率を算出し、その結果を下記の表1に併せて表記した。ここで、減衰率が高い現像ロールほど、減衰率に優れ、ゴースト防止に有効であると言える。
[Residual charge decay rate]
As shown in FIG. 5A, the developing roll is rotated, a constant current of 100 μA is passed from the corotron T to the surface, and the electric charge on the developing roll surface at a position rotated 90 ° from the position where the current is passed is potential. As measured. This measurement was performed at a central position in the axial direction using a probe (potential detector) P. Then, in FIG. 5B showing the measurement result, the attenuation rate is calculated by the following equation (1) from the ratio between the residual charge value when the constant current is stopped and the residual charge value after 0.5 seconds. The results are shown in Table 1 below. Here, it can be said that the higher the attenuation rate, the higher the attenuation rate, and the more effective the prevention of ghost.

〔ゴースト濃度比率〕
図6に示すように、現像ロール1周目では濃度の濃い色となり、2周目以降は濃度の薄い色となるような画像を印刷した。そして、現像ロール2周目以降の画像Cの濃度(本来印刷されるべき画像Cの濃度)に対し、2周目の画像Bがどの程度の濃度で印刷されたかの比率を、下記の式(2)により算出した。このゴースト濃度比率は100%に近いほどよい。なお、濃度測定には、濃度計として、Macbeth PROCESS MEASUREMENTSを用いた。
[Ghost concentration ratio]
As shown in FIG. 6, an image was printed such that the first color of the developing roll was a dark color and the second and subsequent colors were a light color. Then, the ratio of the density of the image B in the second round to the density of the image C after the second round of the developing roll (the density of the image C to be originally printed) is expressed by the following formula (2 ). The ghost concentration ratio is preferably as close to 100%. For concentration measurement, Macbeth PROCESS MEASUREMENTS was used as a densitometer.

上記表1の結果から、実施例1〜4の現像ロールでは、残留電荷の減衰率が高く、そのため、ゴーストの発生が防止されていることがわかる。これに対して、比較例1,2の現像ロールでは、残留電荷の減衰率が低く、そのため、ゴーストが発生していることがわかる。   From the results in Table 1 above, it can be seen that the developing rolls of Examples 1 to 4 have a high residual charge decay rate, which prevents ghosting. On the other hand, in the developing rolls of Comparative Examples 1 and 2, the residual charge decay rate is low, and it can be seen that ghosts are generated.

本発明の現像ロールの一実施の形態を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically one Embodiment of the image development roll of this invention. 本発明の現像ロールの他の実施の形態を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed typically other embodiment of the image development roll of this invention. 表面抵抗の測定方法を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measuring method of surface resistance typically. 体積抵抗の測定方法を模式的に示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measuring method of volume resistance typically. (a)は残留電荷の測定方法を模式的に示した説明図であり、(b)はその測定結果を示すグラフである。(A) is explanatory drawing which showed the measuring method of a residual charge typically, (b) is a graph which shows the measurement result. ゴースト濃度の測定方法を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the measuring method of ghost density | concentration. 従来の現像ロールを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the conventional image development roll.

符号の説明Explanation of symbols

1 軸体
2 ベースゴム層
3 最外層
A 凹部
1 shaft body 2 base rubber layer 3 outermost layer A recess

Claims (2)

軸体と、この軸体の外周面に金型成形により形成されたベースゴム層と、このベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成された最外層とを有する現像ロールであって、金型の型面の転写面となるベースゴム層の外周面に、レーザエッチングによる多数の凹部が、その開口縁部が重なり合った状態で分布形成されて外周面の少なくとも一部が削除され、その削除された部分が元の外周面の表面積の80%以上に設定されていることを特徴とする現像ロール。   A developing roll having a shaft body, a base rubber layer formed by molding on the outer peripheral surface of the shaft body, and an outermost layer formed on the outer periphery of the base rubber layer directly or via another layer. Thus, a large number of recesses formed by laser etching are distributed and formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer, which serves as a transfer surface of the mold surface of the mold, with the opening edges overlapping each other, and at least a part of the outer peripheral surface is deleted. The developing roll is characterized in that the deleted portion is set to 80% or more of the surface area of the original outer peripheral surface. 上記凹部が、直径110μm以上、深さ2μm以上である請求項1記載の現像ロール。   The developing roll according to claim 1, wherein the concave portion has a diameter of 110 μm or more and a depth of 2 μm or more.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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