JP2009223207A - Electrifying roll for electrophotographic equipment - Google Patents

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Naoaki Sasakihara
直明 笹木原
Hiroshi Ukai
浩 鵜飼
Kenichi Tsuchiya
賢一 土屋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrifying roll for electrophotographic equipment effectively suppressing the occurrence of triboelectrification due to rubbing with an image carrier even if it is assembled in such a state that it is brought into contact with the image carrier, and suppressing image failure caused by the triboelectrification. <P>SOLUTION: The electrifying roll for the electrophotographic equipment assembled in a drum cartridge of the electrophotographic equipment in such a state that it is brought into contact with a surface of the image carrier is constituted by layering a low friction layer 14, an elastic layer 16 and a surface layer 18 in this order on an outer periphery of a conductive shaft 12 where a projected line 12a has been formed in an axial direction. At such a time, relation μ1>μ4 and μ2>μ3 is satisfied. Provided that μ1: coefficient of static friction of the image carrier, μ2: coefficient of static friction of the surface layer 18, μ3: coefficient of static friction of the low friction layer 14, and μ4: coefficient of static friction of the conductive shaft 12. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、電子写真機器用帯電ロールに関するものである。   The present invention relates to a charging roll for electrophotographic equipment.

従来より、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器には、像担持体である感光ドラムの周囲に帯電ロールが組み付けされた、いわゆるドラムカートリッジが組み込まれている。この種の電子写真機器においては、接触帯電方式が良く用いられている。接触帯電方式においては、像担持体表面に帯電ロール表面を接触させることにより像担持体表面を帯電させている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a so-called drum cartridge in which a charging roll is assembled around a photosensitive drum that is an image carrier is incorporated in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile that employs an electrophotographic system. In this type of electrophotographic apparatus, the contact charging method is often used. In the contact charging method, the surface of the image carrier is charged by bringing the surface of the charge carrier into contact with the surface of the image carrier.

この種のドラムカートリッジにおいては、従来、使用前には、像担持体表面と帯電ロール表面とが離間された状態で帯電ロールが組み込まれていた。そして、電子写真機器の使用時に、像担持体表面と帯電ロール表面とを接触させる構成とされていた。ところが最近では、ドラムカートリッジの製造コスト低減を図るなどの観点から、初めから像担持体表面と帯電ロール表面とが接触されて組み付けされたドラムカートリッジが製造されるようになってきている。   In this type of drum cartridge, conventionally, before use, the charging roll is incorporated in a state where the surface of the image carrier and the surface of the charging roll are separated from each other. Then, when the electrophotographic apparatus is used, the surface of the image carrier and the surface of the charging roll are brought into contact with each other. However, recently, from the standpoint of reducing the manufacturing cost of the drum cartridge, a drum cartridge in which the surface of the image carrier and the surface of the charging roll are brought into contact with each other has been manufactured from the beginning.

ドラムカートリッジは複数の部品で構成されており、各部品には寸法公差が設けられている。そのため、帯電ロールのロール全長とその軸受け位置との寸法公差により、帯電ロールの軸端部と軸受けとの間にはクリアランスが生じている。したがって、このようなドラムカートリッジは、ドラムカートリッジ内で帯電ロールが軸方向に動く可能性のある構成になっている。そうすると、例えばドラムカートリッジが搬送される際に振動を受けると、ドラムカートリッジ内で帯電ロールが軸方向に動く場合がある。   The drum cartridge is composed of a plurality of parts, and each part has a dimensional tolerance. Therefore, a clearance is generated between the shaft end portion of the charging roll and the bearing due to a dimensional tolerance between the entire length of the charging roll and its bearing position. Therefore, such a drum cartridge has a configuration in which the charging roll may move in the axial direction within the drum cartridge. In this case, for example, when the drum cartridge is subjected to vibration when being conveyed, the charging roll may move in the axial direction within the drum cartridge.

特に、トナー外添剤の付着を防止するなどの観点から、帯電ロールの表層に、フッ素含有ポリマーやシリコーン含有ポリマーなどの高離型性の材料を用いた場合には、帯電ロールのタック性が低下する。この場合には、像担持体と帯電ロールとの間の摩擦係数が小さくなり、より一層、帯電ロールは動きやすくなる。   In particular, from the standpoint of preventing adhesion of external toner additives, when a highly releasable material such as a fluorine-containing polymer or a silicone-containing polymer is used for the surface layer of the charging roll, the charging roll has a tackiness. descend. In this case, the coefficient of friction between the image bearing member and the charging roll becomes small, and the charging roll becomes even easier to move.

ドラムカートリッジ内で帯電ロールが軸方向に動くと、像担持体と帯電ロールとが摺擦される。これにより、像担持体が摩擦帯電される。このときに、像担持体上の摺擦された部分にプラス電荷が残る。そのため、出力画像上にドラムピッチの色スジが発生することが問題となっていた。   When the charging roll moves in the axial direction in the drum cartridge, the image carrier and the charging roll are rubbed. As a result, the image carrier is frictionally charged. At this time, a positive charge remains in the rubbed portion on the image carrier. For this reason, there has been a problem that a color line of the drum pitch is generated on the output image.

そこで、上記問題を解決すべく、従来、種々の提案がなされている。例えば、カートリッジの搬送時に像担持体と帯電ロールとの間で摩擦が生じないように、像担持体と帯電ロールとの間にフィルム状の部材を介在させることが知られている。また、特許文献1には、カートリッジの搬送時に帯電ロールが回転しないようにするための取り外し可能な固定部材を用いて、像担持体と帯電ロールとを離間させることが開示されている。   Therefore, various proposals have heretofore been made to solve the above problems. For example, it is known that a film-like member is interposed between the image carrier and the charging roll so that friction does not occur between the image carrier and the charging roll when the cartridge is transported. Patent Document 1 discloses that the image carrier and the charging roll are separated by using a removable fixing member for preventing the charging roll from rotating when the cartridge is transported.

特開2007−57830号公報JP 2007-57830 A

しかしながら、そのような別部材を用いると、ドラムカートリッジの製造コストは必然的に上昇することになる。したがって、従来の提案とは別の視点から、上述する摩擦帯電の発生を効果的に抑制する新規な帯電ロールの開発が望まれていた。   However, the use of such another member inevitably increases the manufacturing cost of the drum cartridge. Therefore, development of a novel charging roll that effectively suppresses the generation of frictional charging described above has been desired from a viewpoint different from the conventional proposal.

本発明が解決しようとする課題は、像担持体と接触された状態で組み付けされた場合にも、像担持体との摺擦による摩擦帯電の発生を効果的に抑制して、これによる画像不具合を抑制することが可能な電子写真機器用帯電ロールを提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to effectively suppress the generation of frictional charging due to rubbing with the image carrier even when assembled in contact with the image carrier, resulting in image defects. An object of the present invention is to provide a charging roll for an electrophotographic apparatus capable of suppressing the above-described problem.

上記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、像担持体表面に接触される電子写真機器用帯電ロールであって、軸方向に沿って突条または溝部が形成された軸体と、前記軸体の外周に沿って形成された低摩擦層と、前記低摩擦層の外周に1または2以上の層を介して形成された表層とを備え、以下の関係を満たすことを要旨とするものである。
μ1>μ4、かつ、μ2>μ3
但し、
μ1:像担持体の静摩擦係数
μ2:表層の静摩擦係数
μ3:低摩擦層の静摩擦係数
μ4:軸体の静摩擦係数
In order to solve the above-mentioned problems, an electrophotographic apparatus charging roll according to the present invention is an electrophotographic apparatus charging roll that is brought into contact with the surface of an image carrier, and a shaft having a protrusion or a groove formed along the axial direction. A body, a low friction layer formed along the outer periphery of the shaft body, and a surface layer formed through one or more layers on the outer periphery of the low friction layer, and satisfying the following relationship: It is a summary.
μ1> μ4 and μ2> μ3
However,
μ1: Static friction coefficient of image carrier μ2: Static friction coefficient of surface layer μ3: Static friction coefficient of low friction layer μ4: Static friction coefficient of shaft

このとき、前記表層は、フッ素含有ポリマーおよびシリコーン含有ポリマーから選択された1種または2種以上を含有していると良い。   At this time, the said surface layer is good to contain the 1 type (s) or 2 or more types selected from the fluorine-containing polymer and the silicone containing polymer.

また、前記低摩擦層は、その外周に形成された層の体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有すると良い。   The low friction layer may have a volume resistivity lower than that of a layer formed on the outer periphery thereof.

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸方向に沿って突条または溝部が形成された軸体の外周に低摩擦層を備え、帯電ロール表面に接触される像担持体の静摩擦係数と、表層の静摩擦係数と、この低摩擦層の静摩擦係数と、軸体の静摩擦係数とが特定の関係を満たしている。したがって、この帯電ロールを像担持体と接触させた状態でドラムカートリッジ内に組み込んだ場合に、搬送等によりこのドラムカートリッジに振動が加えられたときには、軸体と低摩擦層との間で軸方向に滑るため、像担持体と表層との間での摺擦を抑制することができる。これにより、像担持体が摩擦帯電されるのを防止して、画像不具合を抑制することができる。   The charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention includes a low friction layer on the outer periphery of a shaft body in which ridges or grooves are formed along the axial direction, and a static friction coefficient of an image carrier that is in contact with the surface of the charging roll. The static friction coefficient of the surface layer, the static friction coefficient of the low friction layer, and the static friction coefficient of the shaft body satisfy a specific relationship. Therefore, when this charging roll is incorporated in the drum cartridge in contact with the image carrier, when vibration is applied to the drum cartridge due to conveyance or the like, the axial direction is set between the shaft body and the low friction layer. Therefore, sliding between the image carrier and the surface layer can be suppressed. Thereby, it is possible to prevent the image carrier from being frictionally charged and to suppress image defects.

このとき、軸方向に沿って形成された突条または溝部がガイドとなって、軸体と低摩擦層との間で軸方向に滑る。一方で、この突条または溝部は、軸体と低摩擦層との間で、周方向への滑りに対して抵抗となる。そのため、軸体と低摩擦層との間で周方向に滑るのを抑制することができる。また、これにより、軸体から低摩擦層およびその上層への回転駆動は確実に伝達される。したがって、使用時における帯電ロールの回転不良を防止して、画像不具合を抑制することができる。   At this time, the ridge or groove formed along the axial direction serves as a guide, and slides in the axial direction between the shaft body and the low friction layer. On the other hand, this protrusion or groove portion is resistant to slippage in the circumferential direction between the shaft body and the low friction layer. Therefore, sliding in the circumferential direction between the shaft body and the low friction layer can be suppressed. Thereby, the rotational drive from the shaft body to the low friction layer and its upper layer is reliably transmitted. Therefore, defective rotation of the charging roll during use can be prevented, and image defects can be suppressed.

そして、表層が、フッ素含有ポリマーやシリコーン含有ポリマーを含有する組成物よりなる場合には、離型性に優れる。このような離型性に優れる材料は、帯電ロールのタック性を低下させやすい。そのため、像担持体との間でより一層滑りやすくなる。また、像担持体を形成する材料との帯電列の差が大きい傾向にある。そのため、摺擦により像担持体上に発生するプラス電荷が大きくなる傾向にある。本発明に係る電子写真機器用帯電ロールによれば、上記構成の表層においても、上記作用効果を奏することができる。   And when a surface layer consists of a composition containing a fluorine-containing polymer or a silicone-containing polymer, it is excellent in releasability. Such a material having excellent releasability tends to reduce the tackiness of the charging roll. Therefore, it becomes much easier to slide between the image carrier. Also, there is a tendency that the difference in the charged column from the material forming the image carrier is large. Therefore, the positive charge generated on the image carrier due to rubbing tends to increase. According to the charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention, the above-described effects can be achieved even in the surface layer having the above-described configuration.

さらに、低摩擦層が、その外周に形成された層の体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有する場合には、低摩擦層を設けたことによる抵抗上昇が生じないため、抵抗ムラを抑えることができる。   Furthermore, when the low friction layer has a volume resistivity lower than the volume resistivity of the layer formed on the outer periphery thereof, resistance increase due to the provision of the low friction layer does not occur, thereby suppressing resistance unevenness. Can do.

次に、本発明に係る電子写真機器用帯電ロール(以下、帯電ロールということがある。)について、図を参照して詳細に説明する。図1は、一実施形態に係る帯電ロールを表す軸方向の断面図である。帯電ロールは、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器に組み込まれる。   Next, a charging roll for electrophotographic equipment according to the present invention (hereinafter also referred to as a charging roll) will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is an axial sectional view showing a charging roll according to an embodiment. The charging roll is incorporated in an electrophotographic apparatus such as a copying machine, a printer, or a facsimile that employs an electrophotographic system.

図1に示すように、帯電ロール10は、軸体である導電性シャフト12と、導電性シャフト12の外周に形成された低摩擦層14と、低摩擦層14の外周に形成された弾性層16と、弾性層16の外周に形成された表層18とを備えている。帯電ロール10においては、導電性シャフト12と低摩擦層14とが非接着の状態にある。   As shown in FIG. 1, the charging roll 10 includes a conductive shaft 12 that is a shaft, a low friction layer 14 formed on the outer periphery of the conductive shaft 12, and an elastic layer formed on the outer periphery of the low friction layer 14. 16 and a surface layer 18 formed on the outer periphery of the elastic layer 16. In the charging roll 10, the conductive shaft 12 and the low friction layer 14 are not bonded.

帯電ロール10は、図2に示すように、電子写真機器の像担持体である感光ドラム20と接触されて用いられる。この場合、帯電ロール表層18の表面は、感光ドラム20の表面(外周面)と接触する。また、導電性シャフト12の表面(外周面)は、低摩擦層14の内周面と接触している。   As shown in FIG. 2, the charging roll 10 is used in contact with a photosensitive drum 20 which is an image carrier of an electrophotographic apparatus. In this case, the surface of the charging roll surface layer 18 is in contact with the surface (outer peripheral surface) of the photosensitive drum 20. Further, the surface (outer peripheral surface) of the conductive shaft 12 is in contact with the inner peripheral surface of the low friction layer 14.

ここで、感光ドラム(像担持体)20の静摩擦係数をμ1、表層18の静摩擦係数をμ2、低摩擦層14の静摩擦係数をμ3、導電性シャフト(軸体)12の静摩擦係数をμ4とすると、帯電ロール10においては、μ1>μ4、かつ、μ2>μ3の関係を満たしている。すなわち、導電性シャフト12の静摩擦係数μ4が感光ドラム20の静摩擦係数μ1よりも小さく、かつ、低摩擦層14の静摩擦係数μ3が表層18の静摩擦係数μ2よりも小さくなっている。そのため、帯電ロール10においては、感光ドラム20と表層18との間よりも、導電性シャフト12と低摩擦層14との間が滑りやすくなっている。   Here, the static friction coefficient of the photosensitive drum (image carrier) 20 is μ1, the static friction coefficient of the surface layer 18 is μ2, the static friction coefficient of the low friction layer 14 is μ3, and the static friction coefficient of the conductive shaft (shaft body) 12 is μ4. The charging roll 10 satisfies the relationship of μ1> μ4 and μ2> μ3. That is, the static friction coefficient μ 4 of the conductive shaft 12 is smaller than the static friction coefficient μ 1 of the photosensitive drum 20, and the static friction coefficient μ 3 of the low friction layer 14 is smaller than the static friction coefficient μ 2 of the surface layer 18. Therefore, in the charging roll 10, it is easier to slip between the conductive shaft 12 and the low friction layer 14 than between the photosensitive drum 20 and the surface layer 18.

図2に示すように、例えば帯電ロール10を感光ドラム20に接触させて組み付けてドラムカートリッジを構成した場合において、帯電ロール10に軸方向への力が作用すると、帯電ロール10が軸方向に移動しようとする。このとき、帯電ロール10においては、感光ドラム20と表層18との間よりも、導電性シャフト12と低摩擦層14との間が滑りやすくなっている。そのため、導電性シャフト12と低摩擦層14との間で軸方向に滑る。これにより、感光ドラム20と表層18との間で摺擦されるのを抑制することができる。   As shown in FIG. 2, for example, when a drum cartridge is configured by assembling the charging roll 10 in contact with the photosensitive drum 20, when an axial force acts on the charging roll 10, the charging roll 10 moves in the axial direction. try to. At this time, in the charging roll 10, it is easier to slip between the conductive shaft 12 and the low friction layer 14 than between the photosensitive drum 20 and the surface layer 18. Therefore, it slides in the axial direction between the conductive shaft 12 and the low friction layer 14. Thereby, rubbing between the photosensitive drum 20 and the surface layer 18 can be suppressed.

帯電ロール10において、導電性シャフト12としては、例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄、またはこれらの合金等の金属製の中実体よりなる芯金、内部を中空にくり抜いた金属製の円筒体、またはこれらにめっきが施されたものなどが挙げられる。また、導電性樹脂よりなる中実体や円筒体を用いることもできる。さらに、基材には導電性または非導電性の樹脂等よりなる中実体や円筒体を用い、これに金属めっきしたものを用いることもできる。より好ましくは、ステンレス、アルミニウム等の金属製の中実体、円筒体である。   In the charging roll 10, as the conductive shaft 12, for example, a metal core made of a metal solid body such as stainless steel, aluminum, iron, or an alloy thereof, a metal cylindrical body hollowed out inside, or these And the like that have been plated. A solid body or a cylindrical body made of a conductive resin can also be used. Further, a solid or cylindrical body made of a conductive or non-conductive resin or the like may be used as the base material, and a metal plated product may be used. More preferably, it is a solid body or cylindrical body made of metal such as stainless steel or aluminum.

これに対し、感光ドラム20の表面を形成する主材料としては、例えばポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂等を例示することができる。   On the other hand, examples of the main material forming the surface of the photosensitive drum 20 include polycarbonate resin, polyester resin, and acrylic resin.

導電性シャフト12には金属製材料が用いられることが多い。これに対し、像担持体である感光ドラム20の表面にはポリカーボネートなどの樹脂材料が用いられることが多い。導電性シャフト12および感光ドラム20について、このような材料選択をする場合には、μ1>μ4の関係を満たすことができる。   A metal material is often used for the conductive shaft 12. On the other hand, a resin material such as polycarbonate is often used on the surface of the photosensitive drum 20 as an image carrier. When such materials are selected for the conductive shaft 12 and the photosensitive drum 20, the relationship of μ1> μ4 can be satisfied.

また、低摩擦層14を形成する主材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ウレタン系樹脂、メラミン樹脂などの樹脂、ニトリルゴム(NBR)、ヒドリンゴム(CO、ECO等)などのゴム、これら樹脂やゴムをシリコーン、フッ素などで変性した変性物などを例示することができる。より好ましくは、フッ素変性(メタ)アクリレート、シリコーン変性(メタ)アクリレートである。これらは1種または2種以上混合されていても良い。   The main material for forming the low friction layer 14 is, for example, a fluorine resin, a silicone resin, a (meth) acrylic resin, a polycarbonate, a urethane resin, a melamine resin, a nitrile rubber (NBR), or a hydrin rubber. Examples thereof include rubbers such as (CO, ECO, etc.), modified products obtained by modifying these resins and rubbers with silicone, fluorine, and the like. More preferred are fluorine-modified (meth) acrylate and silicone-modified (meth) acrylate. These may be used alone or in combination.

低摩擦層14は、上記主材料とともに、導電剤を含有していることが好ましい。導電剤としては、カーボンブラックなどの電子導電剤や、四級アンモニウム塩などのイオン導電剤などが挙げられる。このとき、低摩擦層14は、導電剤を配合させるなどして、弾性層16よりも体積抵抗率が低いことが好ましい。低摩擦層14は、導電性シャフト12と弾性層16との間に設けられているため、弾性層16よりも高抵抗であると、低摩擦層14を設けたことによる抵抗上昇が生じるからである。このように、高抵抗層があると、抵抗ムラが生じやすくなる。そのため、低摩擦層14の体積抵抗率を弾性層16よりも低く抑えることが好ましい。このような観点から、上記導電剤は、上記主材料100質量部に対して、5〜100質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは、10〜30質量部の範囲内である。そして、低摩擦層14の体積抵抗率は、好ましくは、10Ω・cm以下である。 The low friction layer 14 preferably contains a conductive agent together with the main material. Examples of the conductive agent include electronic conductive agents such as carbon black and ionic conductive agents such as quaternary ammonium salts. At this time, the low friction layer 14 preferably has a volume resistivity lower than that of the elastic layer 16 by, for example, blending a conductive agent. Since the low friction layer 14 is provided between the conductive shaft 12 and the elastic layer 16, if the resistance is higher than that of the elastic layer 16, the resistance increase due to the provision of the low friction layer 14 occurs. is there. Thus, when there is a high resistance layer, uneven resistance is likely to occur. Therefore, it is preferable to keep the volume resistivity of the low friction layer 14 lower than that of the elastic layer 16. From such a viewpoint, the conductive agent is preferably in the range of 5 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the main material. More preferably, it exists in the range of 10-30 mass parts. The volume resistivity of the low friction layer 14 is preferably 10 3 Ω · cm or less.

低摩擦層14は、その他にも、必要に応じて、充填剤、増量剤、補強剤、加工助剤、硬化剤、加硫促進剤、架橋剤、架橋助剤、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、顔料、シリコーンオイル、助剤、界面活性剤などの各種添加剤が適宜添加される。   In addition, the low friction layer 14 may include a filler, an extender, a reinforcing agent, a processing aid, a curing agent, a vulcanization accelerator, a crosslinking agent, a crosslinking aid, an antioxidant, a plasticizer, Various additives such as ultraviolet absorbers, pigments, silicone oils, auxiliaries, and surfactants are appropriately added.

一方、表層18を形成する主材料としては、例えば、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート、ウレタン系樹脂、メラミン樹脂などの樹脂、ニトリルゴム(NBR)、ヒドリンゴム(CO、ECO等)などのゴム、これら樹脂やゴムをシリコーン、フッ素などで変性した変性物などを例示することができる。これらは1種または2種以上混合されていても良い。このうち、トナー外添剤の付着を防止するなどの観点から、離型性に優れるフッ素変性(メタ)アクリレート、シリコーン変性(メタ)アクリレートが好ましい。   On the other hand, the main material for forming the surface layer 18 is, for example, a resin such as fluorine resin, silicone resin, (meth) acrylic resin, polycarbonate, urethane resin, melamine resin, nitrile rubber (NBR), hydrin rubber (CO , ECO, etc.), and modified products obtained by modifying these resins and rubbers with silicone, fluorine, and the like. These may be used alone or in combination. Of these, fluorine-modified (meth) acrylate and silicone-modified (meth) acrylate, which are excellent in releasability, are preferable from the viewpoint of preventing adhesion of the toner external additive.

表層18中には、導電剤(カーボンブラックなどの電子系導電剤、第4級アンモニウム塩などのイオン系導電剤)、離型剤、硬化剤などの添加剤が1種または2種以上含有されていても良い。導電剤の配合量としては、導電性を確保するなどの観点から、上記主材料100質量部に対して、10〜50質量部の範囲内にあることが好ましい。   The surface layer 18 contains one or more additives such as a conductive agent (an electronic conductive agent such as carbon black, an ionic conductive agent such as a quaternary ammonium salt), a release agent, and a curing agent. May be. As a compounding quantity of a electrically conductive agent, it is preferable to exist in the range of 10-50 mass parts with respect to 100 mass parts of said main materials from viewpoints, such as ensuring electroconductivity.

低摩擦層14の材料としては、表層18材料よりも静摩擦係数の小さい材料であることが好ましい。μ2>μ3の関係を満たすように、低摩擦層14の材料と、表層18の材料をそれぞれ調製する。   The material of the low friction layer 14 is preferably a material having a static friction coefficient smaller than that of the surface layer 18 material. The material of the low friction layer 14 and the material of the surface layer 18 are prepared so as to satisfy the relationship of μ2> μ3.

このとき、例えば、帯電ロール10の表層18に高離型性の材料を用いた場合には、帯電ロール10のタック性が低下する。この場合には、感光ドラム20と帯電ロール10との間の摩擦係数が小さくなり、より一層、帯電ロール10は動きやすくなる。また、感光ドラム20を形成する材料との帯電列の差が大きい傾向にある。そのため、摺擦により感光ドラム20上に発生するプラス電荷が大きくなる傾向にある。このような場合においても、μ2>μ3の関係を満たすようにすることにより、感光ドラム20の表面と帯電ロール表層18との間で滑るのを抑えて、この間で摺擦されることによる画像不具合の発生を抑えることができる。   At this time, for example, when a highly releasable material is used for the surface layer 18 of the charging roll 10, the tackiness of the charging roll 10 decreases. In this case, the coefficient of friction between the photosensitive drum 20 and the charging roll 10 becomes small, and the charging roll 10 becomes easier to move. In addition, there is a tendency that the difference in the charge train with the material forming the photosensitive drum 20 is large. Therefore, the positive charge generated on the photosensitive drum 20 due to rubbing tends to increase. Even in such a case, by satisfying the relationship of μ2> μ3, it is possible to suppress sliding between the surface of the photosensitive drum 20 and the surface layer 18 of the charging roll, and image defects caused by rubbing between them. Can be suppressed.

弾性層16を形成する主材料としては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリノルボルネンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)、ヒドリンゴム(CO、ECO等)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、天然ゴム(NR)、シリコーンゴム等を例示することができる。より好ましくは、ヒドリンゴム、NBRである。これらは1種または2種以上併用することができる。弾性層16は、発泡体であっても良いし、充実体であっても良い。   Examples of the main material for forming the elastic layer 16 include styrene-butadiene rubber (SBR), polynorbornene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H -NBR), hydrin rubber (CO, ECO, etc.), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), natural rubber (NR), silicone rubber and the like. More preferred are hydrin rubber and NBR. These can be used alone or in combination of two or more. The elastic layer 16 may be a foam or a solid body.

弾性層16中には、導電性付与のため、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、c−TiO、c−ZnO、c−SnO等の電子導電剤や、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤等のイオン導電剤等の従来公知の導電剤が適宜添加される。さらに、必要に応じて、発泡剤、架橋剤、架橋促進剤、オイル等を適宜添加してもよい。 During the elastic layer 16, for imparting conductivity, potassium carbon black, graphite, titanate, iron oxide, c-TiO 2, c- ZnO, or an electron conductive agent such as c-SnO 2, quaternary ammonium salts, Conventionally known conductive agents such as ionic conductive agents such as borates and surfactants are appropriately added. Further, if necessary, a foaming agent, a crosslinking agent, a crosslinking accelerator, oil, and the like may be added as appropriate.

弾性層16の体積抵抗率は、1×10〜1×10Ω・cmの範囲内にあることが好ましい。弾性層16の体積抵抗率が1×10Ω・cm未満では、導電剤の体積比率が増大し、十分な耐圧が得られにくい。一方、体積抵抗が1×10Ω・cmを超えると、導電剤の体積比率が低減し、抵抗のムラが生じやすい。 The volume resistivity of the elastic layer 16 is preferably in the range of 1 × 10 3 to 1 × 10 8 Ω · cm. When the volume resistivity of the elastic layer 16 is less than 1 × 10 3 Ω · cm, the volume ratio of the conductive agent increases, and it is difficult to obtain a sufficient withstand voltage. On the other hand, when the volume resistance exceeds 1 × 10 8 Ω · cm, the volume ratio of the conductive agent is reduced and resistance unevenness is likely to occur.

各部材の静摩擦係数は、静動摩擦係数計を用いて測定することができる。各部材の静摩擦係数は、例えば、各部材を形成する組成物をそれぞれシート状に成形した試験片を作製し、試験片の表面の静摩擦係数を測定することにより求めることができる。また、例えば、製品としての帯電ロールを用いても、各部材の静摩擦係数を測定することができる。   The static friction coefficient of each member can be measured using a static friction coefficient meter. The static friction coefficient of each member can be obtained, for example, by preparing a test piece obtained by molding the composition forming each member into a sheet shape and measuring the static friction coefficient of the surface of the test piece. Further, for example, even when a charging roll as a product is used, the static friction coefficient of each member can be measured.

上述するように、導電性シャフト12と低摩擦層14との間は非接着の状態にある。そのため、帯電ロール10から導電性シャフト12を抜くことが可能である。そうすると、導電性シャフト12の外周面と低摩擦層14の内周面とが現れる。これにより、それぞれの表面について、静動摩擦係数計を用いて静摩擦係数を測定することができる。また、感光ドラム20と帯電ロールの表層18は最初から現れているので、同様に、それぞれの表面について、静動摩擦係数計を用いて静摩擦係数を測定することができる。   As described above, the conductive shaft 12 and the low friction layer 14 are not bonded. Therefore, it is possible to remove the conductive shaft 12 from the charging roll 10. Then, the outer peripheral surface of the conductive shaft 12 and the inner peripheral surface of the low friction layer 14 appear. Thereby, about each surface, a static friction coefficient can be measured using a static friction coefficient meter. Further, since the photosensitive drum 20 and the surface layer 18 of the charging roll appear from the beginning, similarly, the static friction coefficient can be measured for each surface using a static friction coefficient meter.

静動摩擦係数計としては、例えば、協和界面科学株式会社製「DFPM−S」などを例示することができる。静摩擦係数は、各部材の表面に、荷重100gの条件にて静動摩擦係数計の触針を接触させ、スピード65の条件にて触針をスライドさせたときに測定される値である。   Examples of the static friction coefficient meter include “DFPM-S” manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. The static friction coefficient is a value measured when the stylus of a static friction coefficient meter is brought into contact with the surface of each member under the condition of a load of 100 g and the stylus is slid under the condition of speed 65.

ここで、導電性シャフト12には、図3に示すように、軸方向に沿って突条12aが形成されている。この突条12aは、周方向に4箇所、等間隔に形成されている。突条12aは、導電性シャフト12と低摩擦層14との間で軸方向に滑る際のガイドとなる。そのため、軸方向への滑りに対しては、妨げにはなっていない。   Here, as shown in FIG. 3, the conductive shaft 12 is formed with protrusions 12 a along the axial direction. The protrusions 12a are formed at four equal intervals in the circumferential direction. The protrusion 12a serves as a guide when sliding in the axial direction between the conductive shaft 12 and the low friction layer 14. Therefore, it does not hinder the axial slip.

一方で、この突条12aは、導電性シャフト12と低摩擦層14との間で、周方向への滑りに対して抵抗になっている。そのため、導電性シャフト12と低摩擦層14との間で周方向に滑るのを抑制することができる。また、これにより、導電性シャフト12から低摩擦層14およびその上層への回転駆動は確実に伝達される。したがって、使用時における帯電ロール10の回転不良を防止して、画像不具合を抑制することができる。   On the other hand, the protrusion 12a is resistant to slippage in the circumferential direction between the conductive shaft 12 and the low friction layer 14. Therefore, it is possible to suppress slipping in the circumferential direction between the conductive shaft 12 and the low friction layer 14. Thereby, the rotational drive from the conductive shaft 12 to the low friction layer 14 and its upper layer is reliably transmitted. Therefore, defective rotation of the charging roll 10 during use can be prevented, and image defects can be suppressed.

このような機能を有する他の形態の導電性シャフトとしては、図4に示すように、軸方向に沿って溝部12bが形成された導電性シャフト12を示すことができる。このものは、同様に、周方向への滑りのみを抑えて、軸方向への滑りを抑制しない。また、突条12aと溝部12bの両方を備えたものであっても良い。また、突条12aや溝部12bの形状や数なども特に限定されるものではない。すなわち、周方向への滑りのみを抑えて、軸方向への滑りを抑制しないものであれば良い。   As another form of the conductive shaft having such a function, as shown in FIG. 4, a conductive shaft 12 in which a groove 12b is formed along the axial direction can be shown. Similarly, this suppresses only slip in the circumferential direction and does not suppress slip in the axial direction. Moreover, you may provide both the protrusion 12a and the groove part 12b. Further, the shape and number of the protrusions 12a and the groove portions 12b are not particularly limited. That is, it is sufficient if only slip in the circumferential direction is suppressed and slip in the axial direction is not suppressed.

このような形状の導電性シャフト12は、例えば、線材を引抜き加工する際のダイス形状を変更することにより容易に形成することができる。   The conductive shaft 12 having such a shape can be easily formed, for example, by changing the die shape when the wire is drawn.

導電性シャフト12の外周に形成される低摩擦層14の厚みは、特に限定されるものではないが、5〜30μmの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、10〜20μmの範囲内である。また、弾性層16の厚みは、0.1〜10mmの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、1〜5mmの範囲内である。また、表層18の厚みは、特に限定されるものではないが、10〜30μmの範囲内にあることが好ましい。より好ましくは、12〜20μmの範囲内である。   Although the thickness of the low friction layer 14 formed in the outer periphery of the electroconductive shaft 12 is not specifically limited, It is preferable to exist in the range of 5-30 micrometers. More preferably, it exists in the range of 10-20 micrometers. Moreover, it is preferable that the thickness of the elastic layer 16 exists in the range of 0.1-10 mm. More preferably, it exists in the range of 1-5 mm. The thickness of the surface layer 18 is not particularly limited, but is preferably in the range of 10 to 30 μm. More preferably, it exists in the range of 12-20 micrometers.

低摩擦層14を形成するには、例えば、まず、低摩擦層14を構成する成分を混合し、溶剤等により液状にして塗工液を調製する。次いで、塗工液を導電性シャフト12の外周面に塗工した後、乾燥、加熱架橋処理すれば、低摩擦層14を形成することができる。コーティング方法は、特に制限されるものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法などの一般的な方法を適用することができる。溶剤としては、例えば、メチルエチルケトン(MEK)、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは1種または2種以上併用することができる。特に、材料各成分の溶解性などの観点で、MEKが好ましい。溶剤を用いる場合には、塗工しやすい粘度に調整して塗工性を高めるなどの観点から、溶液濃度を5〜30質量%の範囲内にすることが好ましい。また、表層18は、上記低摩擦層14の形成方法に準じて行なうことができる。   In order to form the low friction layer 14, for example, first, components constituting the low friction layer 14 are mixed and liquefied with a solvent or the like to prepare a coating liquid. Next, after the coating liquid is applied to the outer peripheral surface of the conductive shaft 12, the low friction layer 14 can be formed by drying and heat-crosslinking treatment. The coating method is not particularly limited, and general methods such as a dipping method, a spray method, and a roll coating method can be applied. Examples of the solvent include methyl ethyl ketone (MEK), methanol, toluene, isopropyl alcohol, methyl cellosolve, dimethylformamide and the like. These can be used alone or in combination of two or more. In particular, MEK is preferable from the viewpoint of the solubility of each component of the material. When using a solvent, it is preferable to adjust the solution concentration within the range of 5 to 30% by mass from the viewpoint of improving the coating property by adjusting the viscosity to be easy to apply. The surface layer 18 can be formed according to the method for forming the low friction layer 14.

弾性層16を形成するには、例えば、まず、弾性層16を構成する成分をニーダー等の混練機で混練して形成材料を調製する。その後、低摩擦層14を形成した導電性シャフト12を円筒状金型の中空部にセットし、形成材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱して、形成材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、低摩擦層14の外周に弾性層16を形成することができる。   In order to form the elastic layer 16, for example, first, components forming the elastic layer 16 are kneaded with a kneader such as a kneader to prepare a forming material. After that, the conductive shaft 12 on which the low friction layer 14 is formed is set in the hollow portion of the cylindrical mold and the forming material is cast. Then, the mold is covered and heated to crosslink the forming material. Thereafter, the elastic layer 16 can be formed on the outer periphery of the low friction layer 14 by removing from the cylindrical mold.

本発明に係る帯電ロールとしては、図1に示す層構成の帯電ロール10に限定されるものではない。例えば、弾性層16と表層18との間に、1層以上の中間層が介在されていても良い。中間層としては、例えば、軟化剤移行防止層や、抵抗調整層などが挙げられる。中間層としては、軟化剤移行防止層のみであっても良いし、抵抗調整層のみであっても良い。また、両層を備えた構成であっても良い。層構成としては、例えば、低摩擦層の上に、弾性層、軟化剤移行防止層、抵抗調整層、表層がこの順に積層されたものなどを示すことができる。   The charging roll according to the present invention is not limited to the charging roll 10 having the layer structure shown in FIG. For example, one or more intermediate layers may be interposed between the elastic layer 16 and the surface layer 18. Examples of the intermediate layer include a softener migration prevention layer and a resistance adjustment layer. As an intermediate | middle layer, only a softening agent transfer prevention layer may be sufficient, and only a resistance adjustment layer may be sufficient. Moreover, the structure provided with both layers may be sufficient. As the layer configuration, for example, an elastic layer, a softener migration preventing layer, a resistance adjusting layer, and a surface layer laminated in this order on a low friction layer can be shown.

軟化剤移行防止層の形成材料としては、例えば、N−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂やポリエステル等の主材料に、カーボンブラック等の導電剤を配合したものが挙げられる。また、抵抗調整層の形成材料としては、例えば、ヒドリンゴム、EPDM、SBR、NBR、H−NBR、ポリウレタン系エラストマー等に、カーボンブラック、金属酸化物、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、過塩素酸リチウム等の導電剤を配合したものが挙げられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いることができる。   Examples of the material for forming the softener migration preventing layer include a material in which a conductive material such as carbon black is blended with a main material such as polyamide resin such as N-methoxymethylated nylon or polyester. Examples of the material for forming the resistance adjusting layer include hydrin rubber, EPDM, SBR, NBR, H-NBR, polyurethane elastomer, carbon black, metal oxide, quaternary ammonium salt, borate, perchloric acid. The thing which mix | blended electrically conductive agents, such as lithium, is mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

軟化剤移行防止層の厚みとしては、3〜30μmの範囲内にあることが好ましい。また、抵抗調整層の厚みとしては、10〜800μmの範囲内にあることが好ましい。軟化剤移行防止層および抵抗調整層を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、塗工方法が好ましい。塗工の場合には、低摩擦層14と同様の方法によって形成することができる。   The thickness of the softener migration preventing layer is preferably in the range of 3 to 30 μm. In addition, the thickness of the resistance adjustment layer is preferably in the range of 10 to 800 μm. The method for forming the softener migration preventing layer and the resistance adjusting layer is not particularly limited, but a coating method is preferred. In the case of coating, it can be formed by the same method as the low friction layer 14.

帯電ロール10の体積抵抗は、1×10〜1×10Ωの範囲内にあることが好ましい。体積抵抗が1×10Ω未満では、導電剤の体積比率が増大し、十分な耐圧が得られにくい。一方、体積抵抗が1×10Ωを超えると、導電剤の体積比率が低減し、抵抗のムラが生じやすい。 The volume resistance of the charging roll 10 is preferably in the range of 1 × 10 3 to 1 × 10 8 Ω. When the volume resistance is less than 1 × 10 3 Ω, the volume ratio of the conductive agent increases and it is difficult to obtain a sufficient withstand voltage. On the other hand, if the volume resistance exceeds 1 × 10 8 Ω, the volume ratio of the conductive agent is reduced and resistance unevenness is likely to occur.

上記構成を備えた帯電ロール10を製造工程の面から見たとき、従来と比較して、低摩擦層14を形成する工程が増加している。しかしながら、従来の接着層を形成する工程を有していない。したがって、接着層を形成する工程から低摩擦層14を形成する工程に変更するのみで良い。そのため、工程数を増加させることもない。   When the charging roll 10 having the above configuration is viewed from the viewpoint of the manufacturing process, the number of processes for forming the low friction layer 14 is increased as compared with the conventional one. However, it does not have a process for forming a conventional adhesive layer. Therefore, it is only necessary to change from the process of forming the adhesive layer to the process of forming the low friction layer 14. Therefore, the number of processes is not increased.

そして、帯電ロール10を用いたドラムカートリッジの構成を見ると、従来のようにドラムカートリッジを搬送する際において像担持体と帯電ロール10とを離間させるような別部材を用いる構成ではない。そして、このような別部材は、一般に製造コストを上昇させるものであるが、本発明においては、これを省くことができる。   The structure of the drum cartridge using the charging roll 10 is not a structure using a separate member that separates the image carrier and the charging roll 10 when the drum cartridge is conveyed as in the prior art. Such a separate member generally increases the manufacturing cost, but can be omitted in the present invention.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

[原材料]
・フッ素変性アクリルポリマー(大日本インキ化学工業社製、「ディフェンサTR−230K」)
・シリコーン変性アクリルポリマー(根上工業社製、「パラクロンW−197C」)
・N−メトキシメチル化ナイロン(帝国化学社製、「トレジンEF30T」)
・ポリフッ化ビニリデン樹脂(アトフィナジャパン社製、「カイナーSL」)
・SBR(日本エラストマー社製、「商品名「ソルプレン1206」)
・NBR(日本ゼオン社製、「ニポールDN401」)
・カーボンブラック(ケッチェンブラック・インターナショナル社製「ケッチェンブラックEC」)
・アセチレンブラック(電気化学工業社製、「デンカブラックHS−100」)
・四級アンモニウム塩(和光純薬社製、「TBAHS」)
・ステアリン酸(花王社製、「ルナックS30」)
・亜鉛華(堺化学工業社製)
・加硫助剤(1)(三新化学社製、「サンセラーCZ−G」)
・加硫助剤(2)(大内新興化学社製、「ノクセラーBZ−P」)
・硫黄(鶴見化学工業社製、「サルファックスPTC」)
[raw materials]
・ Fluorine-modified acrylic polymer (Dainippon Ink & Chemicals, “Defenser TR-230K”)
・ Silicone-modified acrylic polymer (manufactured by Negami Industrial Co., Ltd., “Paracron W-197C”)
・ N-methoxymethylated nylon (manufactured by Teikoku Chemical Co., Ltd., “Tresin EF30T”)
・ Polyvinylidene fluoride resin (manufactured by Atofina Japan, “Kyner SL”)
・ SBR (manufactured by Nippon Elastomer Co., Ltd., “trade name“ Sorprene 1206 ”)
・ NBR (Zeon Corporation, “Nipol DN401”)
・ Carbon black (Ketjen Black International Ketjen Black EC)
Acetylene black (Denka Black HS-100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.)
・ Quaternary ammonium salt (Wako Pure Chemical Industries, “TBAHS”)
・ Stearic acid (manufactured by Kao Corporation, “Lunac S30”)
・ Zinc flower (manufactured by Sakai Chemical Industry Co., Ltd.)
・ Vulcanization aid (1) (manufactured by Sanshin Chemical Co., Ltd., “Sunceller CZ-G”)
・ Vulcanization aid (2) (Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd., “Noxeller BZ-P”)
・ Sulfur (Tsurumi Chemical Co., Ltd., “Salfax PTC”)

<低摩擦層塗工液の調製>
表1に記載の低摩擦層成分100質量部と、カーボンブラック20質量部と、溶剤(ディフェンサ、パラクロンの場合:MEK、トレジンの場合:メタノール)400質量部とを混合することにより、低摩擦層塗工液を調製した。
<Preparation of low friction layer coating solution>
By mixing 100 parts by mass of the low friction layer component shown in Table 1, 20 parts by mass of carbon black, and 400 parts by mass of a solvent (in the case of a defender or paraclone: MEK, in the case of a resin: methanol), a low friction layer is obtained. A coating solution was prepared.

<弾性層組成物の調製>
SBR100質量部と、カーボンブラック10質量部とを混合し、ニーダー等の混練機により混練することにより弾性層組成物を調製した。
<Preparation of elastic layer composition>
100 parts by mass of SBR and 10 parts by mass of carbon black were mixed and kneaded by a kneader such as a kneader to prepare an elastic layer composition.

<軟化剤移行防止層塗工液の調製>
N−メトキシメチル化ナイロン100質量部と、カーボンブラック20質量部と、メタノール400質量部とを混合することにより軟化剤移行防止層塗工液を調製した。
<Preparation of softener migration prevention layer coating solution>
A softener migration prevention layer coating solution was prepared by mixing 100 parts by mass of N-methoxymethylated nylon, 20 parts by mass of carbon black, and 400 parts by mass of methanol.

<抵抗調整層塗工液の調製>
NBR100質量部と、四級アンモニウム塩1質量部と、アセチレンブラック30質量部と、ステアリン酸0.5質量部と、亜鉛華5質量部と、加硫助剤(1)1.07質量部と、加硫助剤(2)0.49質量部と、硫黄1質量部と、MEK400質量部とを混合することにより抵抗調整層塗工液を調製した。
<Preparation of resistance adjustment layer coating solution>
100 parts by weight of NBR, 1 part by weight of a quaternary ammonium salt, 30 parts by weight of acetylene black, 0.5 part by weight of stearic acid, 5 parts by weight of zinc white, and 1.07 parts by weight of a vulcanization aid (1) The resistance adjusting layer coating solution was prepared by mixing 0.49 parts by mass of the vulcanization aid (2), 1 part by mass of sulfur, and 400 parts by mass of MEK.

<表層塗工液の調製>
表1に記載の表層成分100質量部と、カーボンブラック8質量部とを、溶剤(ディフェンサ、パラクロンの場合:MEK、トレジンの場合:メタノール)400質量部に加え、混合することにより、表層塗工液を調製した。
<Preparation of surface coating solution>
By adding 100 parts by mass of the surface layer components shown in Table 1 and 8 parts by mass of carbon black to 400 parts by mass of a solvent (in the case of a defender or paraclone: MEK, in the case of a resin: methanol), and mixing them, surface coating A liquid was prepared.

<帯電ロールの作製>
(実施例1、3、5、7)
引抜き加工により、軸方向に沿って表面に突条(突条高さ500μm)が形成された導電性シャフト(φ8mm、SUS304製)を作製した。この導電性シャフトの表面に、ディッピング法により低摩擦層塗工液をコーティングした後、100℃で30分熱処理することにより、15μm厚の低摩擦層を形成した。次いで、低摩擦層が形成された導電性シャフトを同軸にセットした円筒状金型内に弾性層組成物を注入し、180℃で50分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に3mm厚の弾性層を有するロール体を作製した。次いで、このロール体の表面に、ロールコート法により、各塗工液を順次コーティングして、順次、軟化剤移行防止層(5μm厚)、抵抗調整層(150μm厚)、および、表層(14μm厚)を形成した。以上のようにして、実施例1、3、5、7に係る各帯電ロールを作製した。
<Preparation of charging roll>
(Examples 1, 3, 5, 7)
By drawing, a conductive shaft (φ8 mm, made of SUS304) having protrusions (500 μm protrusion height) formed on the surface along the axial direction was produced. The surface of this conductive shaft was coated with a low friction layer coating solution by dipping, and then heat treated at 100 ° C. for 30 minutes to form a low friction layer having a thickness of 15 μm. Next, the elastic layer composition was poured into a cylindrical mold in which a conductive shaft on which a low friction layer was formed was coaxially set, heated at 180 ° C. for 50 minutes, then cooled and demolded. This produced the roll body which has a 3 mm-thick elastic layer in the outer periphery of an electroconductive shaft. Next, the surface of the roll body is coated with each coating solution by a roll coating method, and the softener transition prevention layer (5 μm thickness), resistance adjusting layer (150 μm thickness), and surface layer (14 μm thickness) are sequentially formed. ) Was formed. As described above, each charging roll according to Examples 1, 3, 5, and 7 was produced.

(実施例2、4、6、8)
引抜き加工により、軸方向に沿って表面に溝部(溝部深さ500μm)が形成された導電性シャフト(φ8mm、SUS304製)を作製した。この溝部を有する導電性シャフトを用いた点以外、実施例1と同様にして、実施例2、4、6、8に係る各帯電ロールを作製した。
(Examples 2, 4, 6, 8)
A conductive shaft (φ8 mm, manufactured by SUS304) having a groove (groove depth of 500 μm) formed on the surface along the axial direction was produced by drawing. Each charging roll according to Examples 2, 4, 6, and 8 was produced in the same manner as Example 1 except that a conductive shaft having this groove portion was used.

(比較例1)
断面丸形状の導電性シャフト(φ8mm、SUS304製)を用いた点、、その外周面に接着剤を塗布した点、および、低摩擦層を形成しなかった点以外、実施例1と同様にして、比較例1に係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 1)
Example 1 except that a conductive shaft (φ8 mm, made of SUS304) with a round cross section was used, an adhesive was applied to the outer peripheral surface, and a low friction layer was not formed. A charging roll according to Comparative Example 1 was produced.

(比較例2)
断面丸形状の導電性シャフト(φ8mm、SUS304製)を用いた点以外、実施例1と同様にして、比較例2に係る帯電ロールを作製した。
(Comparative Example 2)
A charging roll according to Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that a conductive shaft having a round cross section (φ8 mm, manufactured by SUS304) was used.

(比較例3〜5)
実施例1と同様にして、比較例3〜5に係る各帯電ロールを作製した。
(Comparative Examples 3-5)
In the same manner as in Example 1, each charging roll according to Comparative Examples 3 to 5 was produced.

<各導電性ロールの評価>
実施例および比較例に係る各帯電ロールについて、低摩擦層および弾性層の体積抵抗率をそれぞれ測定した。また、導電性シャフト、低摩擦層、表層、感光ドラムの静摩擦係数を測定した。そして、以下の評価方法に基づいて画像評価を行なった。その結果を表1および表2に示す。
<Evaluation of each conductive roll>
About each charging roll which concerns on an Example and a comparative example, the volume resistivity of the low friction layer and the elastic layer was measured, respectively. Further, the static friction coefficients of the conductive shaft, the low friction layer, the surface layer, and the photosensitive drum were measured. And image evaluation was performed based on the following evaluation methods. The results are shown in Tables 1 and 2.

(体積抵抗率)
各帯電ロールについて、低摩擦層材料および弾性層材料をそれぞれ直径100mm、厚さ2mmに成形した。次いで、JIS K6911に準じて、成形したサンプルの体積抵抗率を測定した。
(Volume resistivity)
For each charging roll, a low friction layer material and an elastic layer material were formed to a diameter of 100 mm and a thickness of 2 mm, respectively. Subsequently, the volume resistivity of the molded sample was measured according to JIS K6911.

(静摩擦係数)
静動摩擦係数計(協和界面科学社製、「DFPM−S」)を用いて、各部材表面に、荷重100gで静動摩擦係数計の触針を接触させ、スピード65で触針をスライドさせて静動摩擦係数を測定した。各帯電ロールの表層と感光ドラムについては、現れている表面で測定し、各帯電ロールの導電性シャフトおよび低摩擦層については、各帯電ロールから導電性シャフトを抜いたときに現れる導電性シャフト表面および低摩擦層内周面で測定した。
(Static friction coefficient)
Using a static friction coefficient meter (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., “DFPM-S”), the surface of each member was brought into contact with the stylus of the static friction coefficient meter at a load of 100 g, and the stylus was slid at a speed of 65 to The dynamic friction coefficient was measured. The surface of each charging roll and the photosensitive drum are measured on the surface that appears, and the conductive shaft surface that appears when the conductive shaft is pulled out of each charging roll for the conductive shaft and the low friction layer of each charging roll. The measurement was made on the inner peripheral surface of the low friction layer.

(画像評価)
各帯電ロールを市販のドラムカートリッジ(富士ゼロックス社製、「CT350376」)に組み付け、振動加速度7.35m/s、振動数50Hz、時間1時間の条件(JIS Z0200を参考に条件設定した。)で、ドラムカートリッジに軸方向に振動を与えた。加振後、このドラムカートリッジを市販のレーザープリンター(富士ゼロックス社製、「DocuPrintC3540」)にセットし、15℃×10%RH環境下でハーフトーン画像出しを行なった。その結果、画像スジ(色スジ)が発生しなかったものを「○」、画像スジ(色スジ)が発生したものを「×」とした。
(Image evaluation)
Each charging roll was assembled in a commercially available drum cartridge (“CT350376” manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.), and conditions of vibration acceleration 7.35 m / s 2 , frequency 50 Hz, time 1 hour (conditions were set with reference to JIS Z0200). The drum cartridge was vibrated in the axial direction. After the vibration, this drum cartridge was set in a commercially available laser printer (“DocuPrint C3540” manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.), and a halftone image was taken out in a 15 ° C. × 10% RH environment. As a result, “○” indicates that no image stripe (color stripe) occurred, and “X” indicates that an image stripe (color stripe) occurred.

Figure 2009223207
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Figure 2009223207
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比較例1では、従来良くある構成の帯電ロールを用いている。すなわち、丸形状の断面を有する導電性シャフトを用いている。また、導電性シャフトの外周には低摩擦層を設けていない。さらに、導電性シャフトの外周に形成した弾性層と導電性シャフトとの間を接着剤により接着している。そのため、ドラムカートリッジに加えた振動によりドラムカートリッジ内で帯電ロールが動いたときに、帯電ロール表層と感光ドラム表面とが摺擦された。その結果、画像評価において画像スジ(色スジ)の発生が確認された。   In Comparative Example 1, a charging roll having a conventional structure is used. That is, a conductive shaft having a round cross section is used. Moreover, the low friction layer is not provided in the outer periphery of the electroconductive shaft. Further, the elastic layer formed on the outer periphery of the conductive shaft and the conductive shaft are bonded with an adhesive. Therefore, when the charging roll moves in the drum cartridge due to vibration applied to the drum cartridge, the surface layer of the charging roll and the surface of the photosensitive drum are rubbed. As a result, generation of image streaks (color streaks) was confirmed in the image evaluation.

比較例2では、導電性シャフトの外周に低摩擦層を設けている。このとき、表層の静摩擦係数μ2と低摩擦層の静摩擦係数μ3とが、μ2>μ3の関係を満たしている。また、導電性シャフトと低摩擦層との間は接着されていない。そのため、ドラムカートリッジに加えた振動によりドラムカートリッジ内で帯電ロールが動いたときに、導電性シャフトと低摩擦層との間で滑っている。このため、帯電ロール表層と感光ドラム表面とは摺擦されていない。しかしながら、丸形状の断面を有する導電性シャフトを用いているため、画像出しする際に、導電性シャフトと低摩擦層との間で滑って、これらが連れ回りしなかった。これにより、画像出力することができなかった。   In Comparative Example 2, a low friction layer is provided on the outer periphery of the conductive shaft. At this time, the static friction coefficient μ2 of the surface layer and the static friction coefficient μ3 of the low friction layer satisfy the relationship of μ2> μ3. Further, the conductive shaft and the low friction layer are not bonded. Therefore, when the charging roll moves in the drum cartridge due to vibration applied to the drum cartridge, it slides between the conductive shaft and the low friction layer. For this reason, the charging roll surface layer and the photosensitive drum surface are not rubbed. However, since a conductive shaft having a round cross section is used, when the image is taken out, it slips between the conductive shaft and the low friction layer, and these do not rotate. As a result, an image could not be output.

比較例3〜5では、導電性シャフトの外周に低摩擦層を設けている。また、導電性シャフトと低摩擦層との間は接着されていない。さらに、軸方向に沿って突条が形成され、凸形状の断面を有する導電性シャフトを用いている。しかしながら、表層の静摩擦係数μ2と低摩擦層の静摩擦係数μ3とが、μ2>μ3の関係を満たしていない。そのため、ドラムカートリッジに加えた振動によりドラムカートリッジ内で帯電ロールが動いたときに、導電性シャフトと低摩擦層との間では滑らず、表層と感光ドラム表面とが摺擦された。その結果、画像評価において画像スジ(色スジ)の発生が確認された。   In Comparative Examples 3 to 5, a low friction layer is provided on the outer periphery of the conductive shaft. Further, the conductive shaft and the low friction layer are not bonded. Furthermore, the electroconductive shaft which a protrusion is formed along an axial direction and has a convex-shaped cross section is used. However, the static friction coefficient μ2 of the surface layer and the static friction coefficient μ3 of the low friction layer do not satisfy the relationship of μ2> μ3. Therefore, when the charging roll moves in the drum cartridge due to vibration applied to the drum cartridge, the surface layer and the surface of the photosensitive drum are rubbed without sliding between the conductive shaft and the low friction layer. As a result, generation of image streaks (color streaks) was confirmed in the image evaluation.

これに対し、実施例に係る各帯電ロールでは、導電性シャフトの外周に低摩擦層を設けている。このとき、表層の静摩擦係数μ2と低摩擦層の静摩擦係数μ3とが、μ2>μ3の関係を満たしている。また、導電性シャフトと低摩擦層との間は接着されていない。さらに、軸方向に沿って突条または溝部が形成され、凸形状または凹形状の断面を有する導電性シャフトを用いている。   On the other hand, in each charging roll according to the embodiment, a low friction layer is provided on the outer periphery of the conductive shaft. At this time, the static friction coefficient μ2 of the surface layer and the static friction coefficient μ3 of the low friction layer satisfy the relationship of μ2> μ3. Further, the conductive shaft and the low friction layer are not bonded. Further, a conductive shaft having a protrusion or a groove formed along the axial direction and having a convex or concave cross section is used.

そのため、ドラムカートリッジに加えた振動によりドラムカートリッジ内で帯電ロールが動いたときに、導電性シャフトと低摩擦層との間で滑っている。このため、帯電ロール表層と感光ドラム表面とは摺擦されていない。また、画像出力も可能であった。そして、画像評価においては、画像スジ(色スジ)の発生が確認されなかった。したがって、実施例に係る各帯電ロールによれば、感光ドラムと接触された状態で組み付けされた場合にも、感光ドラムとの摺擦による摩擦帯電の発生を抑制でき、これによる画像不具合を抑制できることが確認できた。   Therefore, when the charging roll moves in the drum cartridge due to vibration applied to the drum cartridge, it slides between the conductive shaft and the low friction layer. For this reason, the charging roll surface layer and the photosensitive drum surface are not rubbed. Also, image output was possible. In the image evaluation, generation of image streaks (color streaks) was not confirmed. Therefore, according to each charging roll according to the embodiment, even when assembled in contact with the photosensitive drum, generation of frictional charging due to friction with the photosensitive drum can be suppressed, and image defects due to this can be suppressed. Was confirmed.

また、各実施例に係る帯電ロールにおいては、低摩擦層が、弾性層の体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有するため、低摩擦層を設けたことによる抵抗上昇が生じていない。その結果、抵抗ムラも生じていない。   Further, in the charging roll according to each example, the low friction layer has a volume resistivity lower than the volume resistivity of the elastic layer. Therefore, the resistance increase due to the provision of the low friction layer does not occur. As a result, no resistance unevenness occurs.

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said Example at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.

一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールを表す軸方向断面図である。It is an axial direction sectional view showing the charging roll for electrophotographic equipment concerning one embodiment. 帯電ロールと感光ドラムとを接触させた状態を表す周方向断面図である。FIG. 3 is a circumferential cross-sectional view illustrating a state in which a charging roll and a photosensitive drum are in contact with each other. 一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールを表す周方向断面図である。It is a circumferential direction sectional view showing the charging roll for electrophotographic equipment concerning one embodiment. 他の実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールを表す周方向断面図である。It is a circumferential direction sectional view showing the charging roll for electrophotographic equipment concerning other embodiments.

符号の説明Explanation of symbols

10 電子写真機器用帯電ロール
12 導電性シャフト
12a 突条
12b 溝部
14 低摩擦層
16 弾性層
18 表層
20 感光ドラム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Charging roll 12 for electrophotographic apparatuses Conductive shaft 12a Projection 12b Groove part 14 Low friction layer 16 Elastic layer 18 Surface layer 20 Photosensitive drum

Claims (3)

像担持体表面に接触される電子写真機器用帯電ロールであって、
軸方向に沿って突条または溝部が形成された軸体と、
前記軸体の外周に沿って形成された低摩擦層と、
前記低摩擦層の外周に1または2以上の層を介して形成された表層とを備え、
以下の関係を満たすことを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。
μ1>μ4、かつ、μ2>μ3
但し、
μ1:像担持体の静摩擦係数
μ2:表層の静摩擦係数
μ3:低摩擦層の静摩擦係数
μ4:軸体の静摩擦係数
A charging roll for an electrophotographic apparatus that is brought into contact with the surface of an image carrier,
A shaft body having protrusions or grooves formed along the axial direction;
A low friction layer formed along the outer periphery of the shaft,
A surface layer formed through one or more layers on the outer periphery of the low friction layer,
A charging roll for electrophotographic equipment, characterized by satisfying the following relationship:
μ1> μ4 and μ2> μ3
However,
μ1: Static friction coefficient of image carrier μ2: Static friction coefficient of surface layer μ3: Static friction coefficient of low friction layer μ4: Static friction coefficient of shaft
前記表層は、フッ素含有ポリマーおよびシリコーン含有ポリマーから選択された1種または2種以上を含有していることを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用帯電ロール。   2. The charging roll for electrophotographic equipment according to claim 1, wherein the surface layer contains one or more selected from fluorine-containing polymers and silicone-containing polymers. 前記低摩擦層は、その外周に形成された層の体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を有することを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真機器用帯電ロール。   The charging roll for an electrophotographic apparatus according to claim 1 or 2, wherein the low friction layer has a volume resistivity lower than a volume resistivity of a layer formed on an outer periphery thereof.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011180505A (en) * 2010-03-03 2011-09-15 Fuji Xerox Co Ltd Charging member, charging device, image forming apparatus, process cartridge, and method for manufacturing charging member

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