JP3686105B2

JP3686105B2 - Manufacturing method of conductive roller

Info

Publication number: JP3686105B2
Application number: JP21125694A
Authority: JP
Inventors: 隆博酒見; 孝之望月; 忠宇都宮
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1994-09-05
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2020-08-24
Also published as: JPH0874835A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電子写真記録装置等において、感光ドラムや記録媒体等の被帯電体を接触帯電法により、所定極性にて帯電させる導電性ローラの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機及びレーザービームプリンタ等に広く利用されている電子写真記録装置は、一般にドラム状の感光体（以下、感光ドラムと称す）を備えており、その感光ドラムに対して帯電、露光を行って静電潜像を形成し、その後感光ドラム上の潜像に応じてトナーを付着させて現像し、次にその感光ドラム上のトナーを記録用紙等の記録媒体に転移させて転写し、その後その感光ドラムを所定の電位に除電すると共に感光ドラム上に残留するトナーを清掃し、次の記録に備えるようになっている。また、転写によって記録媒体に担持されたトナーは溶融、圧着されることにより記録媒体に定着し、これにより一連の記録作業が完了する。
【０００３】
この場合、最初に感光体を帯電させる操作は、コロナ放電方式が一般的に採用されている。しかしながら、このコロナ放電方式は、５〜１０ＫＶもの高電圧印加が必要とされるため、機械の安全保守の観点から好ましくない。また、コロナ放電中にオゾン、ＮＯｘ等の有害物質が発生するために環境上の問題もある。
そこで、特開平１−２０５１８０号公報、特開平１−２１１７７９号公報に記載されているように電圧を印加した帯電部材を感光体等の被帯電体に接触させることにより被帯電体を帯電させる方法が提案されている。この接触帯電方法によれば、上記コロナ放電方式に比べて低い電圧で帯電することが可能となり、また、オゾン、ＮＯｘ等の有害物質の発生を低減することができる。
しかし、上記接触帯電方式では、直接被帯電体（例えば、感光体等）に接触するために、トナーの融着特性が悪化したり、また、交流電圧を印加した際に騒音が発生する等の問題があることが分かっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、省電力で、オゾン発生の少ない接触帯電方式において、従来の接触帯電方式における諸問題を解決すべく、トナーの融着特性及び交流電圧印加時の騒音を低減することができる導電性ローラの製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は以下の構成とする。
即ち、シャフトと、該シャフト外周に設けられた導電性のベース層と、該ベース層外周に設けられた導電性層とを有し、被帯電体に接触しながら該被帯電体に所定極性の電位を付与する導電性ローラの製造方法において、口金部分に凹凸を有する押し出し成形機を用いて前記導電性ローラの当接部表面に凹凸を付けることを特徴とする。
【０００７】
上記各製造方法において、前記導電性ローラの当接部表面の凹凸のＪＩＳ十点平均粗さＲｚが、１０〜１５０μm であることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
導電性ローラの当接部表面のＪＩＳ十点平均粗さＲｚが１０μm 未満では、殆ど交流電圧印加時の騒音が改善されず、１５０μm 超過では、帯電が不均一となるために好ましくない。特に制限されないが、導電性ローラの当接部表面のＪＩＳ十点平均粗さＲｚで３５〜１５０μm となるような任意の形状とされていることが望ましい。
【０００９】
図１は本発明にかかる導電性ローラの一例を示す。この導電性ローラは、ステンレススチール、めっき処理した鉄、黄銅、導電性プラスチック等の良導電性材料からなるシャフト１の外周に導電性の弾性材料からなるベース層２を設け、更にこのベース層２の外周面に導電性層３を形成したものである。
【００１０】
ここで、上記ベース層２を構成する導電性を有する弾性材料としては、導電材を配合した無発泡又は発泡導電性ゴム組成物及び導電性ポリウレタンフォームを用いることができる。
【００１１】
この場合、無発泡の導電性ゴム組成物を構成するゴム成分としては、ニトリルブタジエンゴム、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム、ポリノルボルネンゴム等、通常のゴム又はスチレン−ブタジエン−スチレン（ＳＢＳ）、スチレン−ブタジエン−スチレンの水添加物（ＳＥＢＳ）等の熱可塑性ゴムを使用することができ、特に制限されるものではないが、これらのゴム、特に固形ブタジエンゴム／液状ポリイソプレンゴムを１０／９０〜５０／５０程度の比率で混合し、これに導電材を配合してベース層２を形成することが好ましく、これにより硬度が低く、圧縮永久歪が少ないベース層２を得ることができ、ローラと感光ドラム等の被帯電体との密着性を向上させることができる。
【００１２】
また、発泡導電性ゴムとしては、特に制限されるものではないが、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレン、クロロスルフォン化ポリエチレンに導電材を配合したもの、エピクロルヒドリンとエチレンオキサイドの共重合ゴムの発泡体又はエピクロルヒドリンとエチレンオキサイドとの共重合ゴムに導電材を配合したものの発泡体を好適に使用することができる。
【００１３】
これらゴム組成物に配合する導電材としては、カーボンブラック、黒鉛、金属、導電性の各種金属酸化物（酸化錫、酸化チタン等）などの導電性粉体やカーボンファイバー、金属酸化物の短繊維等の各種導電性繊維を用いることができる。その配合量は、全ゴム成分１００重量部に対して３〜１００重量部、特に５〜５０重量部とすることができ、これによりベース層２の体積抵抗を１０¹〜１０⁹Ωcm程度に調整することが好ましい。なお、このベース層２の形成は、公知の加硫成形法により行うことができ、その厚さは適宜設定されるが、通常１〜２０mmとされる。
【００１４】
導電性層３としては、押出し成形可能な熱可塑性樹脂であればいずれのものでもよく、具体的には、エルフ・アトケム・ジャパン株式会社の商品名ペバックス４０１１，ＭＸ１７２３，ＭＸ１０７４，ＭＸ１０４１、ＭＸ１７９７、三井デュポンポリケミカル株式会社の商品名アルクリン、大日精化株式会社の商品名レザミン、宇部興産株式会社の商品名ＰＡＥ１２００，ＰＡＥ１２０２、あるいはスチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂、オレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ウレタンナイロン、ＡＢＳ、ＥＶＡ、フッ素樹脂、ポリカーボネート、ポリスチレン等が挙げられる。これらの中でもペバックス４０１１、アルクリン、ＰＡＥ１２００、ＰＡＥ１２０２が好ましく使用し得るが、特にペバックス４０１１、アルクリンはそれ自体導電性ローラの導電性層として好適な１．０×１０⁵〜１．０×１０¹²Ωcmの体積抵抗値を有し、導電性を調整することなくそのまま使用することができるので、特に好ましいものである。なお、レザミン、ＰＡＥ１２００、ＰＡＥ１２０２等は、導電材を添加してその電気抵抗を調整する必要があるが、その調整範囲は、１．０×１０⁵〜１．０×１０¹²Ωcmとすることができ、この場合導電材としては酸化チタン、カーボン、導電性酸化錫等の一般的な導電材料を使用することができる。
【００１５】
また、導電性ローラの凹凸を口金部分に凹凸を有する押し出し成形機を用いて形成する場合にあっては、口金部分の形状は、特に制限されず、導電性ローラの当接部表面側に相当する側が種々のタイプの波形を有している等、任意の形状を採用できる。
本発明で使用可能な押し出し成形機の一例としては、図２に示すようなものがあり、ここで、１１はシリンダー、１２はスクリュー、１３はスラストベアリング、１４はダイヘッド（ダイホルダー）、１５は口金である。また、図３に口金のみ示し、図４に、図３Ａ部分の４種のパターン（（ａ）〜（ｄ））を拡大して例示する。
【００１９】
【実施例】
以下に本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１
ポリエーテルブロックアミドエラストマー（ＰＡＥ１２００Ｕ：宇部興産株式会社）１００部にカーボンブラック（ケッチェンブラックＥＣ：ライオンアクゾ株式会社）を１５部ＫＣＫ混練機（株式会社ＫＣＫ製）で混入した。
また、ホットメルト接着用熱可塑性ポリウレタン（Ｅ７８０Ｐ１２８：日本ミラクトラン株式会社）１００部にケッチェンブラックＥＣを２５部ＫＣＫ混練機で混入した。
ブラベンダーφ２０押し出し機（株式会社東洋精機）を２台用いてこれを一つの口金部分に凹凸を有するクロスヘッドから２重にして（接着層が内側）、内径５mm外径１２mmのホース状の発泡ゴムの上に押し出した。尚、口金部分の波形等の凹凸は外側の層の外周面を規制する部分にのみ設けられている。
これを２２５mmの長さに切り２４０mmの長さの芯金を挿入し、１２０℃で１５分熱処理して膜を収縮させ、ホットメルト接着層を融解して発泡ゴムと接着させた。
【００２０】
なお、発泡ゴムはＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体）に加硫剤、オイル、発泡剤と抵抗を調整するためのカーボンを混合したものを押し出し、ＵＨＦ（高周波）と熱風を併用した連続加硫槽で加硫して作成した。
このようにして得られた帯電ローラの表面粗さは、ＪＩＳ十点平均で１００μm であった。
次に、この帯電ローラを画像形成装置（レーザービームプリンター：ヒューレッドパッカード社のレーザージェット２−Ｐ）に装着して、帯電音を測定すると共に、トナー融着に関しては、６０００プリント後の画像状態を評価した。
なお、トナー融着特性の評価は数値化し、数値が大きいほど画像状態が良いことを示している。
結果を表１に示す。
【００２４】
比較例１
実施例１において、押し出し機の口金を凹凸を無くした以外は同様にして帯電ローラを作成した。
得られた帯電ローラの表面粗さはＪＩＳ十点平均で８μm であった。
次に、この帯電ローラを実施例１と同様な評価を行った。
上記各結果を表１に示す。
【００２５】
【表１】

これにより、実施例は、騒音、融着特性とも、比較例に比べて、向上していることがわかる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明は、従来問題とされていた感光ドラムへの汚染や交流電圧印加時の振動音を低減するという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる導電性ローラの一例を示す断面図である。
【図２】本発明に使用可能な押し出し成形機を示す部分断面図である。
【図３】口金を示す図である。
【図４】図３のＡ部分の４種の拡大図である。
【符号の説明】
１シャフト
２ベース層
３導電性層
１１シリンダー
１２スクリュー
１３スラストベアリング
１４ダイヘッド（ダイホルダー）
１５口金[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for manufacturing a conductive roller for charging a charged object such as a photosensitive drum or a recording medium with a predetermined polarity by a contact charging method in an electrophotographic recording apparatus or the like.
[0002]
[Prior art]
An electrophotographic recording apparatus widely used for copying machines, laser beam printers, and the like generally includes a drum-shaped photosensitive member (hereinafter referred to as a photosensitive drum), and charges and exposes the photosensitive drum. An electrostatic latent image is formed, and then toner is attached and developed in accordance with the latent image on the photosensitive drum. Next, the toner on the photosensitive drum is transferred to a recording medium such as recording paper, and then transferred. The photosensitive drum is neutralized to a predetermined potential and toner remaining on the photosensitive drum is cleaned to prepare for the next recording. Further, the toner carried on the recording medium by the transfer is fused and pressed to be fixed on the recording medium, thereby completing a series of recording operations.
[0003]
In this case, the corona discharge method is generally employed for the operation of charging the photosensitive member first. However, this corona discharge method requires a high voltage application of 5 to 10 KV, which is not preferable from the viewpoint of safety maintenance of the machine. There is also an environmental problem because harmful substances such as ozone and NOx are generated during corona discharge.
Therefore, as described in JP-A-1-205180 and JP-A-1-211779, a method for charging a member to be charged by bringing a charging member to which a voltage is applied into contact with the member to be charged such as a photosensitive member. Has been proposed. According to this contact charging method, charging can be performed at a voltage lower than that of the corona discharge method, and generation of harmful substances such as ozone and NOx can be reduced.
However, in the above contact charging method, since the toner is directly brought into contact with a member to be charged (for example, a photosensitive member), the toner fusing characteristics are deteriorated, and noise is generated when an AC voltage is applied. I know there is a problem.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances. In the contact charging method that saves power and generates less ozone, in order to solve the problems in the conventional contact charging method, the toner fusion characteristics and the AC voltage are applied. It aims at providing the manufacturing method of the electroconductive roller which can reduce a noise.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
That is, it has a shaft, a conductive base layer provided on the outer periphery of the shaft, and a conductive layer provided on the outer periphery of the base layer. In the method for producing a conductive roller for applying an electric potential, the surface of the contact portion of the conductive roller is made uneven by using an extrusion molding machine having unevenness in the die part.
[0007]
In each of the above manufacturing methods, the JIS ten-point average roughness Rz of the unevenness on the surface of the contact portion of the conductive roller is 10 to 150 μm.
[0008]
[Action]
If the JIS ten-point average roughness Rz on the surface of the contact portion of the conductive roller is less than 10 μm, the noise at the time of applying the AC voltage is hardly improved, and if it exceeds 150 μm, the charging becomes nonuniform. Although not particularly limited, it is desirable that the surface of the contact portion of the conductive roller has an arbitrary shape such that the JIS ten-point average roughness Rz is 35 to 150 μm.
[0009]
FIG. 1 shows an example of a conductive roller according to the present invention. This conductive roller is provided with a base layer 2 made of a conductive elastic material on the outer periphery of a shaft 1 made of a highly conductive material such as stainless steel, plated iron, brass, or conductive plastic. The conductive layer 3 is formed on the outer peripheral surface of the substrate.
[0010]
Here, as the conductive elastic material constituting the base layer 2, a non-foamed or foamed conductive rubber composition and a conductive polyurethane foam containing a conductive material can be used.
[0011]
In this case, the rubber components constituting the non-foamed conductive rubber composition include nitrile butadiene rubber, chloroprene rubber, styrene butadiene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber (EPDM), isoprene rubber, polynorbornene rubber and the like. Rubber or thermoplastic rubber such as styrene-butadiene-styrene (SBS), styrene-butadiene-styrene water additive (SEBS) can be used, and is not particularly limited. It is preferable to mix the butadiene rubber / liquid polyisoprene rubber at a ratio of about 10/90 to 50/50, and mix the conductive material with this to form the base layer 2, whereby the hardness is low and the compression set is low. Less base layer 2 can be obtained, and adhesion between a roller and a charged body such as a photosensitive drum It is possible to improve.
[0012]
The foamed conductive rubber is not particularly limited, but is a blend of ethylene propylene rubber (EPDM), chloroprene, chlorosulfonated polyethylene and a conductive material, or a foam of a copolymer rubber of epichlorohydrin and ethylene oxide. Or the foam of what mix | blended the electrically conductive material with the copolymer rubber of epichlorohydrin and ethylene oxide can be used conveniently.
[0013]
Examples of the conductive material blended in these rubber compositions include conductive powders such as carbon black, graphite, metal, and various conductive metal oxides (such as tin oxide and titanium oxide), carbon fibers, and short fibers of metal oxides. Various conductive fibers such as can be used. The blending amount can be 3 to 100 parts by weight, particularly 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total rubber component, and thereby the volume resistance of the base layer 2 is adjusted to about 10 ¹ to 10 ⁹ Ωcm. It is preferable to do. The base layer 2 can be formed by a known vulcanization molding method, and the thickness is appropriately set, but is usually 1 to 20 mm.
[0014]
The conductive layer 3 may be any thermoplastic resin that can be extruded, and specifically, trade names Pebax 4011, MX1723, MX1074, MX1041, MX1797, Mitsui, Elf Atchem Japan Co., Ltd., Mitsui DuPont Polychemical Co., Ltd. trade name Alclin, Dainichi Seika Co., Ltd. trade name Rezamin, Ube Industries, Ltd. trade name PAE1200, PAE1202, or styrene resin, vinyl chloride resin, olefin resin, polyester resin, polyamide Resin, urethane resin, polyethylene, polypropylene, urethane nylon, ABS, EVA, fluororesin, polycarbonate, polystyrene and the like. Among these, Pebax 4011, Alcrine, PAE1200, and PAE1202 can be preferably used. In particular, Pebax 4011 and Alklin are suitable as a conductive layer of an electroconductive roller, which is 1.0 × 10 ^{5 to} 1.0 × 10 ¹² Ωcm. It is particularly preferable because it can be used as it is without adjusting its conductivity. Resamine, PAE1200, PAE1202, and the like need to be adjusted in electrical resistance by adding a conductive material, but the adjustment range may be 1.0 × 10 ^{5 to} 1.0 × 10 ¹² Ωcm. In this case, a general conductive material such as titanium oxide, carbon, or conductive tin oxide can be used as the conductive material.
[0015]
In the case where the irregularities of the conductive roller are formed using an extrusion molding machine having irregularities in the base part, the shape of the base part is not particularly limited, and corresponds to the surface side of the contact part of the conductive roller. Arbitrary shapes can be employed, such as having various types of waveforms on the side to be performed.
An example of an extrusion molding machine that can be used in the present invention is as shown in FIG. 2, wherein 11 is a cylinder, 12 is a screw, 13 is a thrust bearing, 14 is a die head (die holder), and 15 is It is a clasp. Moreover, only a nozzle | cap | die is shown in FIG. 3, and four types of patterns ((a)-(d)) of FIG. 3A part are expanded and illustrated in FIG.
[0019]
【Example】
The present invention will be described below based on examples.
Example 1
Carbon black (Ketjen Black EC: Lion Akzo Co., Ltd.) was mixed with 100 parts of a polyether block amide elastomer (PAE 1200U: Ube Industries Co., Ltd.) with a KCK kneader (KCK Co., Ltd.).
Further, 25 parts of Ketjen Black EC was mixed with 100 parts of thermoplastic polyurethane for hot melt bonding (E780P128: Nippon Miractran Co., Ltd.) with a KCK kneader.
Using two Brabender φ20 extruders (Toyo Seiki Co., Ltd.), this is doubled from a cross head with irregularities on one die part (adhesive layer inside), and a hose-like foam with an inner diameter of 5 mm and an outer diameter of 12 mm Extruded on rubber. Note that the corrugations and the like of the base portion are provided only in the portion that regulates the outer peripheral surface of the outer layer.
This was cut into a length of 225 mm, a core metal having a length of 240 mm was inserted, and heat treatment was performed at 120 ° C. for 15 minutes to shrink the film, and the hot melt adhesive layer was melted to adhere to the foamed rubber.
[0020]
Foam rubber is extruded from EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer) mixed with vulcanizing agent, oil, foaming agent and carbon for adjusting resistance, and UHF (high frequency) and hot air are used in combination. It was made by vulcanization in a continuous vulcanization tank.
The surface roughness of the charging roller thus obtained was 100 μm on an JIS ten-point average.
Next, the charging roller is mounted on an image forming apparatus (laser beam printer: Laser jet 2-P manufactured by Hured Packard) to measure the charging sound, and for toner fusion, the image state after 6000 printing Evaluated.
The evaluation of the toner fusing characteristics is quantified, and the larger the value, the better the image state.
The results are shown in Table 1.
[0024]
Comparative Example 1
In Example 1, a charging roller was prepared in the same manner except that the unevenness of the die of the extruder was removed.
The surface roughness of the obtained charging roller was 8 μm in JIS ten-point average.
Next, this charging roller was evaluated in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 1.
[0025]
[Table 1]

Accordingly, examples, noise, both fusing characteristics, compared with the comparative example, it can be seen that the improved.
[0026]
【The invention's effect】
The present invention has an excellent effect of reducing contamination on a photosensitive drum and vibration noise upon application of an AC voltage, which have been regarded as problems in the past.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a conductive roller according to the present invention.
FIG. 2 is a partial sectional view showing an extrusion molding machine that can be used in the present invention.
FIG. 3 is a view showing a base.
4 is an enlarged view of four types of portion A in FIG. 3;
[Explanation of symbols]
1 Shaft 2 Base Layer 3 Conductive Layer 11 Cylinder 12 Screw 13 Thrust Bearing 14 Die Head (Die Holder)
15 base

Claims

A shaft, a conductive base layer provided on the outer periphery of the shaft, and a conductive layer provided on the outer periphery of the base layer. A potential having a predetermined polarity is applied to the member to be charged while contacting the member to be charged. In the manufacturing method of the electroconductive roller to provide, the unevenness | corrugation is given to the contact part surface of the said conductive roller using the extrusion molding machine which has an unevenness | corrugation in a nozzle | cap | die part, The manufacturing method of the electroconductive roller characterized by the above-mentioned.

2. The method for producing a conductive roller according to claim 1 , wherein the JIS ten-point average roughness Rz of the irregularities on the surface of the contact portion of the conductive roller is 10 to 150 μm.