JP4016868B2 - Developing roll and electrophotographic apparatus using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機,プリンター等の電子写真装置に用いられる現像ロールおよびそれを用いた電子写真装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
非接触現像方式の電子写真装置では、現像ロールと感光ドラムとが非接触であるため、現像スピードを上げ易く、複写等の高速化に対応し易くなっている。そして、その現像の際には、トナーを現像ロール表面から感光ドラム表面まで飛翔させている。このため、画像の均一性を得るためには、トナーの飛翔性を均一にすることが必要であり、そのためには、現像ロールと感光ドラムとのギャップ(トナー飛翔部分における両者の表面と表面との間の距離)を軸方向に沿って均一にすることが必要である。
【0003】
しかしながら、現像ロールには、通常、層形成ブレードおよびトナー供給ロールが圧接しているため、図4に示すように、現像ロールBが撓み、感光ドラムDとのギャップGは、中央部で狭く、両端部にいくにつれて徐々に広がっている。なお、図4では、層形成ブレードおよびトナー供給ロールの図示を省略している。このように、現像ロールBの撓みが上記ギャップGを軸方向でばらつかせる要因になっている。
【0004】
ところで、本願出願人は、磁性現像ロールとして、上記ギャップGを軸方向に沿って均一にするものを提案しすでに出願している(例えば、特許文献1参照)。この磁性現像ロールCは、図5に示すように、棒状磁石11の外周に、一定の空間を保って円筒状の樹脂スリーブ12を同軸的かつ回転自在に設けたものであり、その樹脂スリーブ12の外周面には、層形成ブレードSは圧接しているものの、トナー供給ロールは圧接していない(トナー供給ロールは不要)。そして、上記樹脂スリーブ12を、両端部から中央部に向かって徐々に小径になったつづみ形状に形成することにより、上記層形成ブレードSによる圧接で上記樹脂スリーブ12が撓んだ状態で、上記ギャップG(図4参照)が軸方向に沿って均一になるように設定されている。
【0005】
【特許文献1】
実開平2−89455号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献1の磁性現像ロールCには、層形成ブレードSは圧接しているものの、トナー供給ロールは圧接していないため、磁性現像ロールCの撓みは、一方向からの力(層形成ブレードSからの圧接力FS )による撓みとなり、磁性現像ロールCの回転軸と感光ドラムDの回転軸とを含む仮想平面Pから大きく離れる撓みとなっていた(撓んだ状態の磁性現像ロールCの中央部を図5に破線C1 で示す)。このため、上記ギャップGの均一性は、いまだ不充分であり、改善の余地があった。
【0007】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、感光ドラムとのギャップの均一性を向上させることができる現像ロールおよびそれを用いた電子写真装置の提供をその目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は芯金と、この芯金の外周面に形成されたベースゴム層と、このベースゴム層の外周面に直接または他の層を介して形成された最外層とを有し、その最外層の外周面が感光ドラムの外周面に対し非接触状態で配置され、その感光ドラムの回転軸とそれ自体の回転軸とを含む仮想平面によって上下に二分割される一方の空間で層形成ブレードが圧接し、他方の空間でトナー供給ロールが圧接する現像ロールであって、上記ベースゴム層が、軸方向の両端部から中央部に向かって徐々に小径になったつづみ形状に形成され、上記最外層が、一定の厚みに形成されている現像ロールを第1の要旨とし、それ自体の最外層の外周面が感光ドラムの外周面に対し非接触状態で配置される現像ロールと、上記感光ドラムの回転軸とそれ自体の回転軸とを含む仮想平面によって上下に二分割される一方の空間で上記現像ロールに圧接する層形成ブレードと、他方の空間で上記現像ロールに圧接するトナー供給ロールと、上記感光ドラムとを備えた電子写真装置であって、上記現像ロールが、上記第1の要旨の現像ロールであり、かつ、その現像ロールの最外層と上記感光ドラムとの距離が軸方向に沿って均一になっている電子写真装置第2の要旨とする。
【0009】
本発明の現像ロールは、最外層の外周面が両端部から中央部に向かって徐々に小径になったつづみ形状に形成されているため、層形成ブレードおよびトナー供給ロールにより圧接されて撓んでも、現像ロールと感光ドラムとのギャップを軸方向に沿って均一にすることができる。すなわち、本発明では、層形成ブレードおよびトナー供給ロールによる各圧接位置は、この現像ロール自体の回転軸と感光ドラムの回転軸とを含む仮想平面によって上下に二分割されるそれぞれの空間に位置するようになっている。そのため、上記各圧接力の、上記仮想平面に垂直な成分は、互いに打ち消し合う方向(逆方向)に働く。これにより、上記両圧接による撓みは、トナー供給ロールが圧接していない状態(従来の磁性現像ロールの場合)と比較すると、上記仮想平面に近づいた状態の撓みまたはその仮想平面に沿う撓みとなる。したがって、上記ギャップの均一性が、電子写真装置の高機能化に充分対応できる程度に向上する。しかも、本発明の現像ロールは、撓んでも上記ギャップを軸方向に沿って均一にできるため、その撓み防止のために芯金を大径化したりそれを中空構造にしたりする必要がない。このため、芯金として、小径化した中実のもの等を使用できる。したがって、市販の小径芯金材をそのまままたは殆ど加工することなく利用することが可能となるため、コストを低減することができる。
【0010】
なお、上記「つづみ形状」には、両端からつづみ形状が始まるもののみならず、左右両端部の一定の範囲内はその外径が軸方向に一定で、その左右両端部から中央に向かってつづみ形状が始まるものや、全体のつづみ形状のうち、中央部の一定の範囲内のみその外径が軸方向に一定のものも含まれる。
【0011】
【発明の実施の形態】
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。
【0012】
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。この現像ロールAは、芯金1と、この芯金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表層(最外層)3とから構成されており、そのベースゴム層2の外周面は、両端部から中央部に向かって徐々に小径になったつづみ形状に形成され、表層3が一定の厚みで形成されている。また、上記現像ロールAは、図2に示すように、非接触現像方式の電子写真装置に用いられるものであり、感光ドラムDとは非接触状態で配置されている。また、上記現像ロールAには、層形成ブレードSおよびトナー供給ロールTが圧接しているが、これら層形成ブレードSとトナー供給ロールTとは、現像ロールAの回転軸と感光ドラムDの回転軸とを含む仮想平面Pによって上下に二分割されるそれぞれの空間に位置決めされている。そして、上記現像ロールAにおけるつづみ形状により、現像ロールAが層形成ブレードSによる圧接力FS およびトナー供給ロールTによる圧接力FT によって撓んでも、現像ロールAと感光ドラムDとのギャップGを軸方向に沿って均一にすることができる。
【0013】
すなわち、上記つづみ形状は、層形成ブレードSおよびトナー供給ロールTによる圧接条件(圧接力FS , T の大きさ,圧接位置および圧接方向)により適宜設定される。その設定方法としては、例えば、上記現像ロールAにおいて、まず、ベースゴム層2の外周面の形状を、両端部の外径に揃えたストレート状とし、その外周面に一定厚みで表層3を形成したロール体を準備し、そのロール体に、上記層形成ブレードSおよびトナー供給ロールTの圧接条件と同様の圧接を加える。つぎに、その圧接によって撓んだ状態のロール体を回転させ、その回転状態で、上記層形成ブレードSおよびトナー供給ロールTに対する仮想の感光ドラムDを想定し、上記回転状態のロール体の外周面のうち、その仮想の感光ドラムDに対向する部分(トナー飛翔部分)を、感光ドラムDとのギャップGが軸方向に沿って均一になるよう、感光ドラムDの回転軸と平行に研磨する。そして、研磨終了後、上記ロール体に対する圧接を解除し、上記ロール体を元の状態に戻すと、表層3の外周面がつづみ形状になる。このようにして、所望のつづみ形状を設定できる。
【0014】
そして、上記現像ロールAは、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、まず、円筒状金型の内周面を、上記のようにして設定されたつづみ形状に合わせて形成する。ついで、その円筒状金型の中空部に上記芯金1を同軸的に設置し、その芯金1と円筒状金型との間の空隙に、ベースゴム層2の形成材料を充填した後、オーブン加硫等により加硫し、芯金1の外周面に上記つづみ形状のベースゴム層2を形成する。そして、脱型後、ベースゴム層2の外周面に、ロールコート法により、表層3の形成材料を一定厚みで塗布等した後、乾燥や加熱処理等を行い、表層3を形成する。このようにして、上記現像ロールAを作製することができる。
【0015】
このようにして得られた現像ロールAを実機に組み込むと、図3に示すように、層形成ブレードS(図2参照)およびトナー供給ロールT(図2参照)により圧接され撓むが、感光ドラムDとのギャップGは、軸方向に沿って均一になる。すなわち、図2に示すように、それら各圧接位置が、この現像ロールA自体の回転軸と感光ドラムDの回転軸とを含む仮想平面Pによって二分割されるそれぞれの空間に位置しているため、上記各圧接力FS , T の、上記仮想平面Pに垂直な成分は、互いに打ち消し合う方向(逆方向)に働く。このため、上記両圧接力FS , T による撓みは、上記仮想平面Pに近づいた状態の撓みまたはその仮想平面Pに沿う撓みとなる(撓んだ状態の現像ロールAの中央部を図2に破線A1 で示す)。したがって、現像ロールAと感光ドラムDとのギャップGが軸方向に均一になり、上記実機の高機能化に充分対応できるようになる。
【0016】
このように、現像ロールAが撓んでも上記ギャップGを軸方向に沿って均一にできるため、その撓み防止のために芯金1を大径化したりそれを中空構造にしたりする必要がない。このため、芯金1として、小径化(外径8〜10mm程度)した中実の市販品を使用することができ、溶接等の加工が不要になる分、コストを低減することができる。
【0017】
より詳しく説明すると、上記芯金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。また、上記芯金1の表面には、必要に応じて、接着剤やプライマー等を塗布してもよい。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。
【0018】
上記ベースゴム層2の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリコーンゴム,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),ブタジエンゴム(BR),イソプレンゴム(IR),アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),ポリウレタン系エラストマー等があげられる。なかでも、低硬度でへたりが少ないという点から、シリコーンゴムを用いることが好ましい。
【0019】
上記ベースゴム層2の形成材料には、架橋剤,加硫剤,発泡剤,可塑剤,軟化剤,粘着付与剤,離型剤,導電剤等を必要に応じて適宜に添加してもよい。
【0020】
上記表層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、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。なかでも、接着性およびコーティング液の安定性の点から、H−NBRが特に好ましい。
【0021】
上記導電剤としては、イオン導電剤および電子導電剤があげられるが、これらは、表層3の表面電位を均一にし易い点で、併用することが好ましい。上記イオン導電剤としては、例えば、トリメチルオクタデシルアンモニウムクロライド等の四級アンモニウム化合物およびこれら四級アンモニウム化合物の過塩素酸塩、安息香酸塩、亜硝酸塩、硫酸塩、水酸塩等があげられる。また、上記電子導電剤としては、例えば、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−TiO2 ,c−ZnO,c−SnO2 等があげられる。なお、上記「c−」は、導電性を有するという意味である。
【0022】
上記表層3の形成材料には、上記導電剤以外にも、安定剤,紫外線吸収剤,帯電防止剤,補強剤,帯電制御剤,滑剤,離型剤,染料,顔料,難燃剤,オイル等を必要に応じて適宜に添加してもよい。
【0023】
なお、上記実施の形態において、場合により、ベースゴム層2と表層3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、上記表層3と同様のものが使用できる。
【0024】
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。
【0025】
【実施例1】
現像ロールとして、芯金の外周面につづみ形状のベースゴム層が形成され、このベースゴム層の外周面に一定厚み(0.03mm)の表層が形成されたものを作製した。ベースゴム層および表層の軸方向の長さを240mmとした。また、表層の外径は、両端縁を16.00mm、両端縁から60mm中央側の位置を15.97mm、両端縁から120mm中央側の位置(中央)を15.96mmに設定することにより、上記つづみ形状を形成した。上記芯金としては、直径10mmの鉄製の中実円柱状のものを用いた。
【0026】
〔ベースゴム層の形成材料の調製〕
導電性シリコーンゴム(KE1357 A/B、信越化学工業社製)をニーダーを用いて混練することにより、ベースゴム層の形成材料(コンパウンド)を調製した。
【0027】
〔表層の形成材料の調製〕
H−NBR(ゼットポール0020、日本ゼオン社製)100部と、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(A189、日本ユニカー社製)0.01部と、ステアリン酸0.5部と、亜鉛華(ZnO)5部と、ケッチェンブラック30部と、加硫促進剤(テトラメチルチウラムジスルフィド)0.5部と、加硫促進剤(オルト−トリル−ビグアニジン)1部と、加硫剤(硫黄)0.5部とを混合分散させて、表層の形成材料(コーティング液)を調製した。
【0028】
【比較例1】
現像ロールとして、表層の外径(16.00mm)が軸方向に一定のストレート状のものを作製した。また、芯金は、中空構造とし、撓み防止のために外径を14mmと大径化にした。この芯金は、外径14mm、厚み1mmの円筒状部材の両端部に軸端部材を抵抗溶接して作製した。それ以外は、上記実施例1と同様にした。
【0029】
このようにして得られた実施例1および比較例1の現像ロールについて、下記のように、コストを比較した。また、上記各現像ロールをレーザービームプリンタ(エプソン社製、LP−3000)に組み込み、層形成ブレードおよびトナー供給ロールを圧接させ、撓みを測定した。
【0030】
〔コスト比較〕
実施例1の現像ロールでは、芯金に対する溶接加工が不要であったのに対し、比較例1の現像ロールでは、芯金に対して溶接加工が必要であった。そして、その溶接により、両端の軸端部材で軸ずれが発生したため、芯出し作業を行った。このため、比較例1の現像ロールは、実施例1の現像ロールよりも、芯金に対する溶接および芯出しの分のコストがかかった。
【0031】
〔撓みを測定〕
また、上記各現像ロールを上記複写機に組み込んだ状態で、感光ドラム表面とのギャップを、軸方向に沿って表層の一端縁から他端縁まで測定した。その結果、実施例1の現像ロールでは、上記ギャップは、軸方向に沿って均一となり、そのばらつきも8μmであった。これに対し、比較例1の現像ロールでは、上記ギャップは、両端部で大きく、中央部に向かって徐々に小さくなっており、そのばらつきは100μmであった。
【0032】
【発明の効果】
以上のように、本発明の現像ロールによれば、外周面が両端部から中央部に向かって徐々に小径になったつづみ形状に形成されているため、層形成ブレードおよびトナー供給ロールにより圧接されて撓んでも、現像ロールと感光ドラムとのギャップを軸方向に沿って均一にすることができる。すなわち、層形成ブレードおよびトナー供給ロールによる各圧接位置は、この現像ロール自体の回転軸と感光ドラムの回転軸とを含む仮想平面によって上下に二分割されるそれぞれの空間に位置決めされている。そのため、上記各圧接力の、上記仮想平面に垂直な成分は、互いに打ち消し合う方向(逆方向)に作用することから、現像ロールと感光ドラムとのギャップを軸方向に沿って均一にすることが可能となる。その結果、電子写真装置の高機能化に充分対応できるようになる。
【0033】
また、本発明の現像ロールにおいて、上記最外層を導電層にした場合には、最外層の表面電位を均一にすることができ、トナーの飛翔性を安定させることができる。しかも、最外層の下の層で撓み防止作用等を期待でき、上記ギャップの均一性のより向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の現像ロールの一実施の形態を示す断面図である。
【図2】上記現像ロールを実機に組み込んだ状態を示す説明図である。
【図3】上記現像ロールを実機に組み込んだ状態を示す説明図である。
【図4】従来の現像ロールを実機に組み込んだ状態を示す説明図である。
【図5】従来の磁性現像ロールを実機に組み込んだ状態を示す説明図である。
【符号の説明】
A 現像ロール
1 芯金
2 ベースゴム
3 表層
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a copying machine, the present invention relates to an electrophotographic apparatus using the developing roll and it is used in an electrophotographic apparatus such as a printer.
[0002]
[Prior art]
In the non-contact developing type electrophotographic apparatus, since the developing roll and the photosensitive drum are not in contact with each other, it is easy to increase the developing speed and to cope with high speed copying. During the development, toner is caused to fly from the surface of the developing roll to the surface of the photosensitive drum. For this reason, in order to obtain the uniformity of the image, it is necessary to make the flying property of the toner uniform. For that purpose, the gap between the developing roll and the photosensitive drum (the surface and the surface of both in the toner flying portion) is required. Is required to be uniform along the axial direction.
[0003]
However, since the layer forming blade and the toner supply roll are usually in pressure contact with the developing roll, the developing roll B is bent as shown in FIG. 4, and the gap G with the photosensitive drum D is narrow at the center. It gradually spreads toward both ends. In FIG. 4, the layer forming blade and the toner supply roll are not shown. Thus, the bending of the developing roll B is a factor that causes the gap G to vary in the axial direction.
[0004]
By the way, the applicant of the present application has proposed and already filed a magnetic developing roll that makes the gap G uniform along the axial direction (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 5, the magnetic developing roll C has a cylindrical resin sleeve 12 provided coaxially and rotatably on the outer periphery of a rod-shaped magnet 11 while maintaining a certain space. Although the layer forming blade S is in pressure contact with the outer peripheral surface, the toner supply roll is not in pressure contact (no toner supply roll is required). Then, by forming the resin sleeve 12 into a continuous shape gradually decreasing in diameter from both end portions toward the center portion, the resin sleeve 12 is bent by the pressure contact with the layer forming blade S, The gap G (see FIG. 4) is set to be uniform along the axial direction.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 2-89455 [0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the layer forming blade S is in pressure contact with the magnetic developing roll C of Patent Document 1 above, but the toner supply roll is not in pressure contact, the deflection of the magnetic developing roll C is a force (layer) becomes deflection due to pressure contact force F S) from the forming blade S, magnetic developer of large leaves and deflection becomes which was (flexed state from the virtual plane P containing the axes of rotation and the photosensitive drum D of the magnetic developing roller C indicated by broken lines C 1 a central portion of the roll C in FIG. 5). For this reason, the uniformity of the gap G is still insufficient and there is room for improvement.
[0007]
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a developing roll capable of improving the uniformity of the gap with the photosensitive drum and an electrophotographic apparatus using the developing roll.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present onset Ming, a core metal, and a base rubber layer formed on the outer peripheral surface of the metal core, is formed directly or via another layer on the outer circumferential surface of the base rubber layer The outermost layer of the outermost layer is arranged in a non-contact state with respect to the outer circumferential surface of the photosensitive drum , and is vertically moved by a virtual plane including the rotating shaft of the photosensitive drum and the rotating shaft of the photosensitive drum. A developing roll in which the layer forming blade is in pressure contact in one of the divided spaces and the toner supply roll is in pressure contact in the other space, and the base rubber layer gradually decreases in diameter from both axial ends toward the center. The developing roll in which the outermost layer is formed to have a constant thickness and the outermost layer is formed to have a constant thickness, and the outer peripheral surface of the outermost layer itself is not in contact with the outer peripheral surface of the photosensitive drum. A developing roll arranged in a state, and the photosensitive drum A layer forming blade that presses against the developing roll in one space that is vertically divided into two by an imaginary plane that includes the rotation axis and the rotation axis of the roller, and a toner supply roll that presses against the developing roll in the other space. An electrophotographic apparatus comprising the photosensitive drum, wherein the developing roll is the developing roll according to the first aspect, and the distance between the outermost layer of the developing roll and the photosensitive drum is in the axial direction. It shall be the electrophotographic apparatus a second aspect which is uniform along.
[0009]
In the developing roll of the present invention, the outer peripheral surface of the outermost layer is formed in a continuous shape with a gradually decreasing diameter from both end portions toward the central portion, so that it is pressed and bent by the layer forming blade and the toner supply roll. However, the gap between the developing roll and the photosensitive drum can be made uniform along the axial direction. That is, in the present invention, the pressure contact positions by the layer forming blade and the toner supply roll are located in respective spaces that are divided into two vertically by a virtual plane including the rotation axis of the developing roll itself and the rotation axis of the photosensitive drum. It is like that. For this reason, the components perpendicular to the imaginary plane of the pressure contact forces act in directions (opposite directions) that cancel each other. As a result, the bending due to the two pressure contacts is a bending close to the virtual plane or a bending along the virtual plane as compared with a state where the toner supply roll is not pressed (in the case of a conventional magnetic developing roll). . Therefore, the uniformity of the gap is improved to such an extent that it can sufficiently cope with the high functionality of the electrophotographic apparatus. In addition, the developing roll of the present invention can make the gap uniform along the axial direction even if it is bent, so that it is not necessary to increase the diameter of the core metal or make it hollow to prevent the bending. For this reason, a solid core with a reduced diameter can be used as the core metal. Therefore, since it becomes possible to use a commercially available small-diameter cored bar as it is or almost without processing, cost can be reduced.
[0010]
In addition, the above-mentioned “stitched shape” includes not only the shape that starts from both ends, but also the outer diameter is constant in the axial direction within a certain range at both the left and right ends, and from the left and right ends to the center. Among those in which the spelling shape starts and those in the whole spelling shape, those whose outer diameter is constant in the axial direction only within a certain range of the central portion are included.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 shows an embodiment of the developing roll of the present invention. The developing roll A is composed of a core metal 1, a base rubber layer 2 formed on the outer peripheral surface of the core metal 1, and a surface layer (outermost layer) 3 formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer 2. The outer peripheral surface of the base rubber layer 2 is formed in a continuous shape gradually decreasing in diameter from both end portions toward the central portion, and the surface layer 3 is formed with a constant thickness. Further, as shown in FIG. 2, the developing roll A is used in a non-contact developing type electrophotographic apparatus, and is arranged in a non-contact state with the photosensitive drum D. The layer forming blade S and the toner supply roll T are in pressure contact with the developing roll A. The layer forming blade S and the toner supply roll T rotate between the rotating shaft of the developing roll A and the photosensitive drum D. It is positioned in each space that is divided into two vertically by a virtual plane P including an axis. The gap between the developing roll A and the photosensitive drum D even if the developing roll A is bent by the pressing force F S by the layer forming blade S and the pressing force F T by the toner supply roll T due to the collapsing shape of the developing roll A. G can be made uniform along the axial direction.
[0013]
That is, the above-described spelling shape is appropriately set according to the pressure contact conditions (the pressure contact forces F S and F T , the pressure contact position and the pressure contact direction) by the layer forming blade S and the toner supply roll T. As the setting method, for example, in the developing roll A, first, the shape of the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 is a straight shape aligned with the outer diameters of both ends, and the surface layer 3 is formed with a constant thickness on the outer peripheral surface. A rolled body is prepared, and pressure contact similar to the pressure contact conditions of the layer forming blade S and the toner supply roll T is applied to the roll body. Next, the roll body bent by the press contact is rotated, and in the rotated state, a virtual photosensitive drum D with respect to the layer forming blade S and the toner supply roll T is assumed, and the outer periphery of the roll body in the rotated state is assumed. Of the surface, the portion facing the virtual photosensitive drum D (toner flying portion) is polished in parallel with the rotational axis of the photosensitive drum D so that the gap G with the photosensitive drum D is uniform along the axial direction. . And after grinding | polishing is complete | finished, when the pressure-contact with respect to the said roll body is cancelled | released and the said roll body is returned to the original state, the outer peripheral surface of the surface layer 3 will become a continuous shape. In this way, a desired spelling shape can be set.
[0014]
The developing roll A can be produced, for example, as follows. That is, first, the inner peripheral surface of the cylindrical mold is formed in accordance with the stitch shape set as described above. Next, the core metal 1 is coaxially installed in the hollow portion of the cylindrical mold, and the gap between the core metal 1 and the cylindrical mold is filled with the material for forming the base rubber layer 2. Vulcanization is performed by oven vulcanization or the like, and the above-described base rubber layer 2 is formed on the outer peripheral surface of the cored bar 1. Then, after removing the mold, the surface layer 3 is applied to the outer peripheral surface of the base rubber layer 2 by a roll coating method at a constant thickness, and then dried or heat-treated to form the surface layer 3. In this way, the developing roll A can be produced.
[0015]
When the developing roll A obtained in this way is incorporated into an actual machine, as shown in FIG. 3, the layer forming blade S (see FIG. 2) and the toner supply roll T (see FIG. 2) are pressed and bent. The gap G with the drum D becomes uniform along the axial direction. That is, as shown in FIG. 2, each of the press contact positions is located in each space divided into two by a virtual plane P including the rotation axis of the developing roll A itself and the rotation axis of the photosensitive drum D. The components perpendicular to the imaginary plane P of the pressure contact forces F S and F T act in directions (reverse directions) that cancel each other. For this reason, the bending due to the two pressure contact forces F S and F T is a bending in the state of approaching the virtual plane P or a bending along the virtual plane P (the central portion of the developing roll A in the bent state is illustrated. shown by broken lines a 1 to 2). Therefore, the gap G between the developing roll A and the photosensitive drum D becomes uniform in the axial direction, and can sufficiently cope with the high functionality of the actual machine.
[0016]
As described above, even when the developing roll A is bent, the gap G can be made uniform along the axial direction. Therefore, it is not necessary to increase the diameter of the core metal 1 or to make it hollow to prevent the bending. For this reason, a solid commercial product with a reduced diameter (outside diameter of about 8 to 10 mm) can be used as the core metal 1, and the cost can be reduced by the amount that processing such as welding is unnecessary.
[0017]
More specifically, the material of the metal core 1 is not particularly limited, and examples thereof include iron, iron plated, stainless steel, and aluminum. Moreover, you may apply | coat an adhesive agent, a primer, etc. to the surface of the said metal core 1 as needed. Further, the adhesive, primer, etc. may be made conductive as necessary.
[0018]
The material for forming the base rubber layer 2 is not particularly limited. For example, silicone rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber ( IR), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), polyurethane elastomer and the like. Among these, it is preferable to use silicone rubber from the viewpoint of low hardness and less sag.
[0019]
A crosslinking agent, a vulcanizing agent, a foaming agent, a plasticizer, a softening agent, a tackifier, a release agent, a conductive agent, and the like may be appropriately added to the forming material of the base rubber layer 2 as necessary. .
[0020]
As a material for forming the surface layer 3, the following main material containing a conductive agent is 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. Among these, H-NBR is particularly preferable from the viewpoint of adhesiveness and coating solution stability.
[0021]
Examples of the conductive agent include an ionic conductive agent and an electronic conductive agent, and these are preferably used in combination because the surface potential of the surface layer 3 can be easily uniformed. Examples of the ionic conductive agent include quaternary ammonium compounds such as trimethyloctadecyl ammonium chloride, and perchlorates, benzoates, nitrites, sulfates, and hydrochlorides of these quaternary ammonium compounds. Examples of the electronic conductive agent include carbon black, graphite, potassium titanate, iron oxide, c-TiO 2 , c-ZnO, and c-SnO 2 . In addition, the above “c−” means having conductivity.
[0022]
In addition to the conductive agent, the material for forming the surface layer 3 includes a stabilizer, an ultraviolet absorber, an antistatic agent, a reinforcing agent, a charge control agent, a lubricant, a release agent, a dye, a pigment, a flame retardant, and oil. You may add suitably as needed.
[0023]
In the above embodiment, the case, between the base Sugomu layer 2 and the surface layer 3, an intermediate layer may be formed. As the material for forming the intermediate layer, the same material as that for the surface layer 3 can be used.
[0024]
Next, examples will be described together with comparative examples.
[0025]
[Example 1]
As a developing roll, a base rubber layer having a continuous shape was formed on the outer peripheral surface of the core metal, and a surface layer having a constant thickness (0.03 mm) was formed on the outer peripheral surface of the base rubber layer. The axial length of the base rubber layer and the surface layer was 240 mm. The outer diameter of the surface layer is set to 16.00 mm at both ends, 15.97 mm from the center of both ends to 15.97 mm, and 120 mm from the both ends (center) to 15.96 mm. A spelled shape was formed. As the core metal, a solid iron column having a diameter of 10 mm was used.
[0026]
[Preparation of base rubber layer forming material]
Conductive silicone rubber (KE1357 A / B, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was kneaded using a kneader to prepare a base rubber layer forming material (compound).
[0027]
[Preparation of surface layer forming material]
100 parts of H-NBR (Zetpol 0020, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), 0.01 part of γ-mercaptopropyltrimethoxysilane (A189, manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.), 0.5 part of stearic acid, and zinc white (ZnO) ) 5 parts, 30 parts of ketjen black, 0.5 part of vulcanization accelerator (tetramethylthiuram disulfide), 1 part of vulcanization accelerator (ortho-tolyl-biguanidine), and vulcanizing agent (sulfur) 0 5 parts were mixed and dispersed to prepare a surface layer forming material (coating solution).
[0028]
[Comparative Example 1]
As the developing roll, a straight roll whose outer diameter (16.00 mm) was constant in the axial direction was produced. The cored bar has a hollow structure, and the outer diameter is increased to 14 mm to prevent bending. This metal core was produced by resistance-welding shaft end members to both ends of a cylindrical member having an outer diameter of 14 mm and a thickness of 1 mm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.
[0029]
The costs of the developing rolls of Example 1 and Comparative Example 1 thus obtained were compared as follows. Each of the developing rolls was incorporated into a laser beam printer (manufactured by Epson, LP-3000), the layer forming blade and the toner supply roll were brought into pressure contact, and the deflection was measured.
[0030]
〔Cost Comparison〕
The developing roll of Example 1 did not require welding for the core metal, whereas the developing roll of Comparative Example 1 required welding for the core metal. And since the axial displacement occurred in the shaft end members at both ends due to the welding, the centering operation was performed. For this reason, the developing roll of Comparative Example 1 was more expensive than the developing roll of Example 1 in terms of welding and centering to the core metal.
[0031]
[Measure deflection]
In addition, the gap with the surface of the photosensitive drum was measured from one edge of the surface layer to the other edge along the axial direction in a state where each developing roll was incorporated in the copying machine. As a result, in the developing roll of Example 1, the gap was uniform along the axial direction, and the variation was 8 μm. On the other hand, in the developing roll of Comparative Example 1, the gap was large at both end portions and gradually decreased toward the center portion, and the variation was 100 μm.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the developing roll of the present invention, the outer peripheral surface is formed in a continuous shape with a gradually decreasing diameter from both end portions toward the central portion. Even if it is bent, the gap between the developing roll and the photosensitive drum can be made uniform along the axial direction. That is, the pressure contact positions by the layer forming blade and the toner supply roll are positioned in respective spaces that are divided into two vertically by a virtual plane including the rotation axis of the developing roll itself and the rotation axis of the photosensitive drum. For this reason, the components perpendicular to the virtual plane of each pressure contact force act in directions (opposite directions) that cancel each other, so that the gap between the developing roll and the photosensitive drum can be made uniform along the axial direction. It becomes possible. As a result, it becomes possible to sufficiently cope with the high functionality of the electrophotographic apparatus.
[0033]
Further, in the developing roller of the present invention, when the outermost layer on the conductive layer can be made uniform surface potential of the outermost layer, the flying of the toner can be stabilized. In addition, it is possible to expect an effect of preventing deflection or the like in the layer below the outermost layer, and it is possible to realize further improvement in the uniformity of the gap.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a developing roll of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing a state in which the developing roll is incorporated in an actual machine.
FIG. 3 is an explanatory view showing a state in which the developing roll is incorporated in an actual machine.
FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which a conventional developing roll is incorporated in an actual machine.
FIG. 5 is an explanatory view showing a state in which a conventional magnetic developing roll is incorporated in an actual machine.
[Explanation of symbols]
A Development roll 1 Core 2 Base rubber 3 Surface layer

Claims (4)

芯金と、この芯金の外周面に形成されたベースゴム層と、このベースゴム層の外周面に直接または他の層を介して形成された最外層とを有し、その最外層の外周面が感光ドラムの外周面に対し非接触状態で配置され、その感光ドラムの回転軸とそれ自体の回転軸とを含む仮想平面によって上下に二分割される一方の空間で層形成ブレードが圧接し、他方の空間でトナー供給ロールが圧接する現像ロールであって、上記ベースゴム層が、軸方向の両端部から中央部に向かって徐々に小径になったつづみ形状に形成され、上記最外層が、一定の厚みに形成されていることを特徴とする現像ロール。 A metal core, a base rubber layer formed on the outer peripheral surface of the metal core, and an outermost layer formed directly or via another layer on the outer peripheral surface of the base rubber layer, the outer periphery of the outermost layer The surface of the photosensitive drum is arranged in a non-contact state with respect to the outer peripheral surface of the photosensitive drum, and the layer forming blade is pressed into contact with one of the upper and lower spaces by a virtual plane including the rotational axis of the photosensitive drum and its own rotational axis. A developing roll in which the toner supply roll is in pressure contact with the other space, wherein the base rubber layer is formed in a continuous shape gradually decreasing in diameter from both axial end portions toward the central portion, and the outermost layer Is a developing roll having a constant thickness . 上記最外層が導電層になっている請求項1記載の現像ロール。 The developing roll according to claim 1, wherein the outermost layer is a conductive layer. 上記ベースゴム層と最外層との間に、中間層が形成されている請求項1または2記載の現像ロール。The developing roll according to claim 1, wherein an intermediate layer is formed between the base rubber layer and the outermost layer. それ自体の最外層の外周面が感光ドラムの外周面に対し非接触状態で配置される現像ロールと、上記感光ドラムの回転軸とそれ自体の回転軸とを含む仮想平面によって上下に二分割される一方の空間で上記現像ロールに圧接する層形成ブレードと、他方の空間で上記現像ロールに圧接するトナー供給ロールと、上記感光ドラムとを備えた電子写真装置であって、上記現像ロールが、請求項1〜3のいずれか一項に記載の現像ロールであり、かつ、その現像ロールの最外層と上記感光ドラムとの距離が軸方向に沿って均一になっていることを特徴とする電子写真装置。The outermost surface of the outermost layer of itself is divided into two vertically by a virtual plane including a developing roll arranged in a non-contact state with respect to the outer peripheral surface of the photosensitive drum, and the rotating shaft of the photosensitive drum and the rotating shaft of the photosensitive drum. An electrophotographic apparatus comprising: a layer forming blade that is in pressure contact with the developing roll in one space; a toner supply roll that is in pressure contact with the developing roll in the other space; and the photosensitive drum. The developing roll according to any one of claims 1 to 3, wherein the distance between the outermost layer of the developing roll and the photosensitive drum is uniform along the axial direction. Photo equipment.
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