JP2008138735A - Conductive roller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は導電性ローラに関し、詳しくは、複写機やプリンタ等の画像形成装置において各種ローラ部材として用いられる導電性ローラに関する。 The present invention relates to a conductive roller, and more particularly to a conductive roller used as various roller members in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer.
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、画像形成の各工程で、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ、中間転写ローラ、ベルト駆動ローラ等の、導電性を付与した導電性ローラが用いられている。 In an image forming apparatus using an electrophotographic system such as a copying machine or a printer, a transfer roller, a developing roller, a toner supply roller, a charging roller, a cleaning roller, an intermediate transfer roller, a belt driving roller, etc. A conductive roller provided with conductivity is used.
このような導電性ローラは、シャフト部材の外側に導電性の被覆層を形成して構成されているが、このような導電性ローラを軽量にするため、シャフト部材を中空の導電剤入りの樹脂よりなる筒状部材で構成したものが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。そして、樹脂の熱収縮による変形を抑えるため、短い長さの筒状部材を成形し、この樹脂筒状部材を芯金上にローラ軸方向に繋ぎ合わせて、所定の長さのシャフト部材とするものも提案されている。
しかしながら、導電性ローラの外径寸法に対する要求精度はますます高まっており、シャフト部材の外径のバラツキを小さくすることが求められている現状にあって、樹脂筒状部材の外径は、それが短い長さのものであっても、熱収縮の影響によって、長さ方向中央部に対して、両端部での外径が大きくなる傾向があり、このことによって、ローラ長さ方向には外径の大きな部分と小さな部分とが交互に出現して外径精度を悪化させていることがわかってきた。 However, the accuracy required for the outer diameter of the conductive roller is increasing, and there is a demand for reducing the variation in the outer diameter of the shaft member. Even if the length is short, the outer diameter tends to increase at both ends with respect to the central portion in the length direction due to the effect of heat shrinkage. It has been found that large-diameter portions and small-diameter portions appear alternately to deteriorate the outer diameter accuracy.
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂筒状部材を芯金上でローラ軸方向に繋ぎ合わされて構成された樹脂筒状部材の外径のばらつきを抑えることのできる導電性ローラを提供する目的とする。 This invention is made in view of such a problem, and can suppress the dispersion | variation in the outer diameter of the resin cylindrical member comprised by connecting the resin cylindrical member to the roller axial direction on the metal core. An object is to provide a conductive roller.
<1>は、芯金の周上に樹脂よりなる複数の導電性の筒状部材を軸方向に連結して構成されたシャフト部材と、このシャフト部材の周囲に形成された被覆層とを具えてなる導電性ローラにおいて、
前記筒状部材を、外周円筒部と、外周円筒部を芯金に対して支持する複数のリブとで構成するとともに、前記筒状部材の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブの少なくとも一部を切り欠いてなる導電性ローラである。
<1> comprises a shaft member formed by connecting a plurality of conductive cylindrical members made of resin on the circumference of a core metal in the axial direction, and a coating layer formed around the shaft member. In the conductive roller
The cylindrical member is composed of an outer peripheral cylindrical portion and a plurality of ribs that support the outer peripheral cylindrical portion with respect to the cored bar, and at least a part of the ribs at each of the longitudinal ends of the cylindrical member. It is a conductive roller formed by cutting out the.
<2>は、<1>において、前記リブの半径方向内側を相互に連結する内側円筒部を設けてなる導電性ローラである。 <2> is a conductive roller provided with an inner cylindrical portion connecting the inner sides in the radial direction of the ribs in <1>.
<1>によれば、筒状部材の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブの少なくとも一部を切り欠いているので、成形後の熱収縮において、両端部にはリブがないことによって半径方向内側への収縮が軸方向中央部に対して大きくなるとともに、筒状部材を芯金に嵌合させて組み付けた状態においては、嵌合部分のない両端部に対して、中央部は、芯金との嵌合により内径が拡径し、その分外径も拡径することにより、軸方向中央部における外径の、両端部におけるそれとの差を小さくすることができ、外径のばらつきを小さくすることができる。 According to <1>, since at least a part of the rib is cut out at each of both ends in the lengthwise direction of the cylindrical member, in the heat shrinkage after molding, there is no rib at both ends. Inward shrinkage increases with respect to the axial central portion, and in the state where the cylindrical member is fitted to the cored bar and assembled, the central part is the cored bar with respect to both ends without the fitted part. The inner diameter is expanded by fitting with the outer diameter, and the outer diameter is also expanded accordingly, so that the difference between the outer diameter at the central portion in the axial direction and that at both ends can be reduced, and the variation in outer diameter is reduced. can do.
<2>によれば、前記リブの半径方向内側を相互に連結する内側円筒部を設けるので、リブの半径方向内側端の変形を防止して周方向の均一性を向上させることができる。 According to <2>, since the inner cylindrical portion that connects the radial inner sides of the ribs to each other is provided, deformation of the radially inner end of the ribs can be prevented and circumferential uniformity can be improved.
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図1は、この実施形態の導電性ローラを示す図であり、図1(a)は、ローラ中心軸を通る断面における断面図、図1(b)は、図1(a)におけるb−b断面に対応する断面図であり、導電性ローラ10は、芯金2の周上に樹脂よりなる複数(図示の場合5個)の導電性の筒状部材3を軸方向に連結して構成されたシャフト部材1と、シャフト部材1の周囲に形成された被覆層4とを具えてなり、筒状部材3は、外周円筒部5と、外周円筒部5を芯金2に対して支持する複数のリブ6と、これらのリブ6を、相互に半径方向内側で繋ぐ内周円筒部7とで構成されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a conductive roller according to this embodiment. FIG. 1A is a cross-sectional view taken along a central axis of the roller, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to a cross section, and the
リブは周方向に、例えば等間隔に配列され、それらのリブ5は、筒状部材3の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、少なくとも一部が、外周円筒部5より短い長さに切り欠かれている。
The ribs are arranged in the circumferential direction, for example, at equal intervals, and at least a part of the
このように、筒状部材3の両端部において、リブ6の一部を切り欠くことによって、筒状部材3の両端部と中央部との外径の差を極めて小さくすることができるが、このことについて、以下に説明を加える。
Thus, by cutting out part of the
図3は、従来の構造の筒状部材93を示し、この場合、リブ96が外周円筒部95と同じ長さとなるよう形成されており、この場合、軸方向中央部と両端部との冷却速度の違いよって、軸方向中央部での外径bは、両端部における外径aより小さい、いわゆる鼓状の形となってしまっていたが、本発明では、リブ6の、筒状部材両端部の一部を切り欠いているので、半径方向の収縮が、軸方向中央部より両端部で大きくなることと、筒状部材3を芯金2に嵌入したとき、中央部の外径がこの嵌入によって拡大するのに対して、両端部ではこの拡径が生じないことの二つの理由によって、軸方向両側の外径を中央部の外径に対し相対的に縮小することができ、その結果、これらの外径差を小さくして外径のばらつきを抑えることができる。
FIG. 3 shows a
ここでリブ6の切欠長さは、リブ6の半径方向延在幅に全幅に亘って切り欠いた場合、外周円筒部5の10〜35%とするのが好ましく、これを、10%未満とした場合には、軸方向両端の外径を中央部に対して十分近づけることができず、一方、切欠長さを外周円筒部5の35%を越えるものとした場合には、リブ6の外周円筒部5に対する支持効果が小さくなり、使用時における変形が大きくなってしまう。
Here, the notch length of the
図3は、他の実施形態における導電性ローラの筒状部材を示す断面図とその側面図であり、筒状部材13は、外周円筒部15と、リブ16とだけよりなり、この場合、リブ16の半径方向内側端が直接芯金2に接触し、このことによって外径円筒部15を支持することとなる。
FIG. 3 is a cross-sectional view and a side view showing a cylindrical member of a conductive roller according to another embodiment. The
また、リブの円筒状部材両端部における切欠の幅は、半径方向全幅に亘らなくともよく、例えば図4に示すように、リブ26の一部26Aを残して切り欠くこともできる。 Further, the width of the notch at both ends of the cylindrical member of the rib does not need to extend over the entire width in the radial direction. For example, as shown in FIG.
筒状部材3、13に用いる樹脂材料としては、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 resin material used for the
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、ポリブチレンテレフタレート、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,
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、通常は中空部材10の材料全体に対して5〜40重量%、特には、5〜20重量%とすることが好ましい。
Various conductive agents 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. Usually, the material of the
筒状部材3、13の体積抵抗率については、上述のようにローラの用途等に応じて適宜設定すればよいが、通常は1×100〜1×1012Ω・cm、好ましくは1×100〜1×106Ω・cm、より好ましくは1×100〜1×103Ω・cmとする。
The volume resistivity of the
筒状部材3、13の材料中には、必要に応じ補強や増量等を目的として各種導電性または非導電性の繊維状物やウィスカー、フェライトなどを配合することができる。繊維状物としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維などの繊維を挙げることができ、また、ウィスカーとしては、チタン酸カリウムなどの無機ウィスカーを挙げることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの配合量は、用いる繊維状物やウィスカーの長さおよび径、主体となる樹脂材料の種類や目的とするローラ強度等に応じて適宜選定することができるが、通常は材料全体の5〜70重量%、特には10〜20重量%である。
In the material of the
また、芯金2としては、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。
Moreover, as the
シャフト部材1は、導電性ローラの芯部を構成するものであるため、ローラとして良好な性能を安定的に発揮させるために十分な強度が必要であり、通常、JIS K 7171に準拠した曲げ強度で80MPa以上、特に130MPa以上の強度を有することが好ましく、これにより良好な性能を長期にわたって確実に発揮することができる。なお、曲げ強度の上限については特に制限はないが、一般的には500MPa以下程度である。 Since the shaft member 1 constitutes the core of the conductive roller, the shaft member 1 needs to have sufficient strength to stably exhibit good performance as a roller, and usually has bending strength in accordance with JIS K 7171. It is preferable that it has a strength of 80 MPa or more, particularly 130 MPa or more, so that good performance can be reliably exhibited over a long period of time. In addition, although there is no restriction | limiting in particular about the upper limit of bending strength, Generally it is about 500 Mpa or less.
図3に示した実施形態の筒状部材13を実施例として、その長さ方向両端部と中央部とにおける外径を測定した。また、図3におけるリブ16が外周円筒部15と同じ長さにまで延在する従来の筒状部材についても、同様の項目に関する測定を行った。表1にその結果を示す。
Taking the
なお、実施例の筒状部材13における全長Aは、58.9mm、リブ13の切欠部の長さBは15mm、芯金2の径dは、5.5mmであり、外径の呼びDは17.4mmであった。また、外径の測定は、筒状部材13を芯金に組み付け後の寸法を測定した。
The overall length A of the
表1から明らかなように、実施例の導電性ローラは、従来に対比して、外径のばらつきを大きく減少させることができた。 As can be seen from Table 1, the conductive roller of the example was able to greatly reduce the variation of the outer diameter as compared with the conventional roller.
1 シャフト部材
2 芯金
3 筒状部材
4 被覆層
5 外周円筒部材
6 リブ
7 内周円筒部材
10 導電性ローラ
13 筒状部材
15 外周円筒部材
16、26 リブ
26A リブの一部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
6 Rib 7 Inner peripheral
Claims (2)
前記筒状部材を、外周円筒部と、外周円筒部を芯金に対して支持する複数のリブとで構成するとともに、前記筒状部材の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブの少なくとも一部を切り欠いてなる導電性ローラ。 A conductive roller comprising a shaft member configured by axially connecting a plurality of conductive cylindrical members made of resin on the circumference of a core metal, and a coating layer formed around the shaft member In
The cylindrical member is composed of an outer peripheral cylindrical portion and a plurality of ribs that support the outer peripheral cylindrical portion with respect to the cored bar, and at least a part of the ribs at each of the longitudinal ends of the cylindrical member. Conductive roller made by cutting out.
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