JPH07271151A - Electrostatic charging roll - Google Patents

Electrostatic charging roll

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Publication number
JPH07271151A
JPH07271151A JP6416694A JP6416694A JPH07271151A JP H07271151 A JPH07271151 A JP H07271151A JP 6416694 A JP6416694 A JP 6416694A JP 6416694 A JP6416694 A JP 6416694A JP H07271151 A JPH07271151 A JP H07271151A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
photosensitive drum
charging roll
etching
polymer coating
Prior art date
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Pending
Application number
JP6416694A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keita Shiraki
慶太 白木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Riko Co Ltd filed Critical Sumitomo Riko Co Ltd
Priority to JP6416694A priority Critical patent/JPH07271151A/en
Publication of JPH07271151A publication Critical patent/JPH07271151A/en
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an electrostatic charging roll with which the longer life of a photosensitive drum is realized by forming high-polymer coating layers for preventing etching on at least one end side of the electrostatic charging roll in contact with the photosensitive drum. CONSTITUTION:This electrostatic charging roll consists of an arbor 20, a conductive elastic material layer 21, a resistance adjusting layer 22, a protective layer 23 and the high-polymer coating layers 24 for preventing etching. The high-polymer coating layers 24 for preventing etching are formed at both end parts of the front surface of the protective layer 23 in Fig. This layer may be formed only at either one end side. The high-polymer coating layers 24 for preventing etching are formed on at least one ends of the electrostatic charging roll in such a manner. As a result, dropping of the AC voltage at the time of voltage impression only at the parts of the photosensitive drum where the film thickness is small and which come into contact with the parts formed with the high-polymer coating layers 24 for preventing etching is made possible and the etching effect on the photosensitive drum is suppressed. Consequently, the durability of both of the photosensitive drum and the electrostatic charging roll is improved and the longer life is realized. Further, the leak reliability at the roll ends is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写方式を
使用した複写機,プリンター等に用いられる帯電ロール
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging roll used in a copying machine, a printer or the like using an electrophotographic copying system.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子写真複写機は、感光ドラムの表面に
原稿像を静電潜像として形成し、これにトナーを付着さ
せてトナー像を形成し、このトナー像を複写紙に転写す
ることにより複写を行うものである。この場合、上記感
光ドラム表面に対して静電潜像を形成させるためには、
予め感光ドラム表面を帯電させ、この帯電部分に対して
原稿像を光学系を介して投射し、光の当たった部分の帯
電を打ち消すことにより静電潜像をつくるということが
行われている。上記静電潜像の形成に先立って感光ドラ
ム表面を帯電させる方式としては、最近では、帯電ロー
ルを感光ドラム表面に直接接触させて感光ドラム表面を
帯電させるロール帯電方式が注目されている。このよう
なロール帯電方式を応用した電子写真複写機は、図4に
示すように構成され、つぎのようにして複写を行う。す
なわち、軸1aを中心に矢印方向に回転する感光ドラム
1の外周面に帯電ロール2を上記感光ドラム1とつれ回
りさせ、部分的に弾性変形させながら摺接させる。3は
露光機構部でここを介して原稿光像のスリット露光8が
感光ドラム1表面に到達し、原稿像に対応した静電潜像
が感光ドラム1表面に形成される。4は現像装置であ
り、上記静電潜像に対してトナーを付着させトナー像を
形成する。6は給紙機構ロールであり、複写紙11を感
光ドラム1表面に対して供給し、転写装置5を介してト
ナー像を複写紙11上に転写する。7はトナー像が形成
された複写紙11を通過させて定着する定着ロールであ
る。このようにして、複写体(コピー)が得られる。な
お、感光ドラム1表面ではクリーナー9により転写残像
や残存トナーが除去される。12は上記帯電ロール2に
対して1〜3kV程度の電圧を印加する電源である。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic copying machine, an original image is formed as an electrostatic latent image on a surface of a photosensitive drum, toner is attached to the electrostatic latent image to form a toner image, and the toner image is transferred to a copy paper. Is to be copied. In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum,
The electrostatic latent image is formed by charging the surface of the photosensitive drum in advance, projecting a document image onto the charged portion through an optical system, and canceling the charging of the exposed portion. As a method of charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, a roll charging method of directly charging the surface of the photosensitive drum to directly charge the surface of the photosensitive drum has recently attracted attention. An electrophotographic copying machine to which such a roll charging system is applied is configured as shown in FIG. 4 and performs copying as follows. That is, the charging roll 2 is rotated around the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 which rotates about the shaft 1a in the direction of the arrow, and is brought into sliding contact with the photosensitive drum 1 while being partially elastically deformed. Reference numeral 3 denotes an exposure mechanism section through which slit exposure 8 of the original light image reaches the surface of the photosensitive drum 1 and an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed on the surface of the photosensitive drum 1. A developing device 4 forms toner images by attaching toner to the electrostatic latent image. Reference numeral 6 denotes a paper feed mechanism roll that supplies copy paper 11 to the surface of the photosensitive drum 1 and transfers a toner image onto the copy paper 11 via the transfer device 5. Reference numeral 7 denotes a fixing roll for passing and fixing the copy paper 11 on which the toner image is formed. In this way, a copy is obtained. Note that the transfer residual image and the residual toner are removed by the cleaner 9 on the surface of the photosensitive drum 1. A power source 12 applies a voltage of about 1 to 3 kV to the charging roll 2.

【0003】上記帯電ロール2としては、図3に示すよ
うに、芯金14の外周表面に導電性弾性体層15が形成
され、上記導電性弾性体層15の外周面に半導電性高分
子層16が設けられ、さらに必要に応じて上記半導電性
高分子層16の外周に、感光ドラムの汚染防止,トナー
の付着防止等を目的とした保護層17が設けられてい
る。このような帯電ロールは、軸方向において、一様な
抵抗分布となるよう構成されている。例えば、上記のよ
うに、導電性弾性体層15の外周に、半導電性高分子層
16および保護層17を設けたものが、通常の帯電ロー
ルとしてあげられるが、この構成以外に、導電性弾性体
層15と半導電性高分子層16の間に、上記導電性弾性
体層15形成材料の軟化剤等の移行を防止する軟化剤移
行防止層を設けた帯電ロールがあげられる。また、上記
導電性弾性体層15を半導電化し、この半導電化した導
電性弾性体層15の外周に、直接、保護層17を設けた
帯電ロールがあげられる。上記軟化剤移行防止層を設け
たもの、および半導電化した導電性弾性体層15の外周
に、直接、保護層17を設けたものについても、軸方向
の抵抗分布という観点では、上記と同様、いずれも軸方
向において一様な抵抗分布となるよう構成されている。
In the charging roll 2, as shown in FIG. 3, a conductive elastic layer 15 is formed on the outer peripheral surface of a core metal 14, and a semiconductive polymer is formed on the outer peripheral surface of the conductive elastic layer 15. A layer 16 is provided, and if necessary, a protective layer 17 is provided on the outer periphery of the semiconductive polymer layer 16 for the purpose of preventing contamination of the photosensitive drum and toner adhesion. Such a charging roll is configured to have a uniform resistance distribution in the axial direction. For example, as described above, the one in which the semiconductive polymer layer 16 and the protective layer 17 are provided on the outer periphery of the conductive elastic body layer 15 is an ordinary charging roll. An example of the charging roll is a softening agent migration prevention layer provided between the elastic layer 15 and the semiconductive polymer layer 16 to prevent migration of the softening agent or the like of the conductive elastic layer 15 forming material. Further, there is a charging roll in which the conductive elastic layer 15 is made semi-conductive, and the protective layer 17 is directly provided on the outer periphery of the semi-conductive conductive elastic layer 15. From the viewpoint of axial resistance distribution, the above-mentioned softening agent migration prevention layer and the one in which the protective layer 17 is directly provided on the outer periphery of the semiconductive conductive elastic body layer 15 are the same as above. , Are configured to have a uniform resistance distribution in the axial direction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記構成の帯電ロール
を用いた帯電方式では、帯電の均一性を確保するため、
印加電圧として交流電圧と直流電圧の双方を用いた印加
方式が主流となっている。そして、上記交流電圧の周波
数は、複写のプロセススピードに対応して適宜に決定さ
れる。すなわち、プロセススピードが増加すると、交流
電圧の周波数も増加する。一方、上記感光ドラムとして
は、有機系(OPC)感光ドラムが主流であり、このO
PC感光ドラムは、ディップ法により製造されている。
すなわち、例えば、軸体となる芯金を垂直に立て、これ
に有機系材料を塗布して所望の膜厚の有機層を形成す
る。このディップ法により製造された感光ドラムにおけ
る、軸方向の膜厚分布は、その製法から、自重により塗
布材料が下方に流動するため、一端側(上部)の塗布開
始近傍で膜厚が薄くなる傾向がある。このような感光ド
ラムに、上記軸方向に均一な抵抗分布を有する帯電ロー
ルを組み合わせて電圧を印加し、長時間使用すると、感
光ドラム表面と帯電ロール表面間の交流電圧が、感光ド
ラムの膜厚の薄い部分でその他の部分より高くなる現象
が起きる。この交流電圧は感光ドラムに対し電気的エッ
チング作用を有しており、膜厚の薄い部分では電圧が大
きくなるに伴い、そのエッチング作用の程度も大きくな
るという問題がある。したがって、この現象により長時
間の使用から、感光ドラムの膜厚の薄い部分、すなわ
ち、ディップ法により形成された一端近傍(幅約10m
m以内)で感光ドラムの保護層が除去されてしまい、帯
電ロール表面がアースされ、その部分近傍で帯電不足が
生じたり、ときには、帯電ロールが放電破壊にいたる場
合もある。
In the charging method using the charging roll having the above structure, in order to ensure uniform charging,
An application method using both AC voltage and DC voltage as the applied voltage is predominant. The frequency of the AC voltage is appropriately determined according to the copying process speed. That is, as the process speed increases, the frequency of the AC voltage also increases. On the other hand, as the photosensitive drum, an organic (OPC) photosensitive drum is mainly used.
The PC photosensitive drum is manufactured by the dip method.
That is, for example, a mandrel serving as a shaft is erected vertically, and an organic material is applied to this to form an organic layer having a desired film thickness. The film thickness distribution in the axial direction of the photosensitive drum manufactured by this dip method tends to become thinner near the start of coating on one end side (upper side) because the coating material flows downward due to its own weight due to the manufacturing method. There is. When a voltage is applied to such a photosensitive drum in combination with a charging roll having a uniform resistance distribution in the axial direction and used for a long time, the AC voltage between the surface of the photosensitive drum and the surface of the charging roll causes the film thickness of the photosensitive drum to change. The phenomenon that the height is higher in other parts than in other parts occurs. This AC voltage has an electric etching action on the photosensitive drum, and there is a problem that the degree of the etching action increases as the voltage increases in the thin film portion. Therefore, due to this phenomenon, the portion of the photosensitive drum where the film thickness is thin, that is, near one end formed by the dipping method (width of about 10 m
(within m), the protective layer of the photosensitive drum is removed, the surface of the charging roll is grounded, and insufficient charging occurs in the vicinity thereof, or sometimes the charging roll is destroyed by discharge.

【0005】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、感光ドラムの長寿命化が実現可能な帯電ロー
ルの提供をその目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a charging roll capable of extending the life of the photosensitive drum.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の帯電ロールは、感光ドラムと接する帯電
ロールであって、上記帯電ロールの少なくとも一端部側
にエッチング防止用高分子被覆層が形成されているとい
う構成をとる。
In order to achieve the above object, the charging roll of the present invention is a charging roll in contact with a photosensitive drum, and a polymer coating layer for preventing etching is provided on at least one end side of the charging roll. Is formed.

【0007】[0007]

【作用】すなわち、この発明者は、帯電ロールの感光ド
ラムに対する接触により生ずるエッチング現象を解決す
るために一連の研究を重ねた。そして、感光ドラムの膜
厚の薄い部分が前述のように、端部の極狭い部分であ
り、この薄膜部分が実際に必要な複写画像領域(複写紙
の幅)外に形成されているという知見を得、これに上記
感光ドラムの膜厚の薄い部分と相対する帯電ロール表面
部分のみに他の表面部分よりも電気抵抗値が高くなるよ
うエッチング防止用高分子被覆層を形成し、帯電ロール
の軸方向の抵抗分布をロール端部のみ高く設定するとい
う着想を得た。このように、上記エッチング防止用高分
子被覆層を形成すると、この被覆層形成部分と接触する
感光ドラムの膜厚の薄い部分のみ電圧印加時の交流電圧
を下げることが可能となり、感光ドラムに対するエッチ
ング作用が抑制され、その結果、感光ドラムの長寿命化
が実現することを見出しこの発明に到達した。さらに、
上記エッチング防止用高分子被覆層とそれ以外の最外層
表面とを色違いに形成すると、ロール表面の抵抗分布を
計測しなくてもエッチング防止用高分子被覆層の形成領
域が外観から一目瞭然となり、検査等煩雑な工程を省略
することが可能となり一層効果的である。
That is, the present inventor has conducted a series of studies in order to solve the etching phenomenon caused by the contact of the charging roll with the photosensitive drum. As described above, the thin-film portion of the photosensitive drum is the extremely narrow end portion, and this thin-film portion is formed outside the actually required copy image area (width of copy paper). To form a polymer coating layer for etching prevention so that the electric resistance value becomes higher than other surface portions only on the surface portion of the charging roll facing the thin portion of the photosensitive drum. The idea was to set the axial resistance distribution high only at the roll ends. As described above, when the etching preventing polymer coating layer is formed, it is possible to reduce the AC voltage when a voltage is applied only to the thin film portion of the photosensitive drum which is in contact with the coating layer forming portion, and the etching voltage for the photosensitive drum is reduced. The inventors have found that the action is suppressed and, as a result, the life of the photosensitive drum is extended, and the present invention has been reached. further,
When the etching preventing polymer coating layer and the outermost layer surface other than that are formed in different colors, the formation region of the etching preventing polymer coating layer becomes apparent from the appearance without measuring the resistance distribution of the roll surface, This is more effective because complicated steps such as inspection can be omitted.

【0008】つぎに、この発明を詳しく説明する。Next, the present invention will be described in detail.

【0009】この発明の帯電ロールは、軸体と、上記軸
体の外周に形成される複数層からなる高分子層と、上記
高分子層の最外層表面の少なくとも一端部側に形成され
るエッチング防止用高分子被覆層とから構成される。
The charging roll of the present invention comprises a shaft body, a polymer layer formed of a plurality of layers on the outer circumference of the shaft body, and an etching layer formed on at least one end of the outermost surface of the polymer layer. And a polymer coating layer for prevention.

【0010】上記軸体としては、特に限定するものでは
なく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にく
り抜いた金属製の円筒体等が用いられる。そして、上記
金属材料としては、鉄,アルミニウム等特に限定するも
のではない。
The shaft body is not particularly limited, and a metal core made of a solid metal body, a metal cylindrical body having a hollow hollow inside, or the like is used. The metal material is not particularly limited to iron, aluminum or the like.

【0011】上記軸体の外周に形成される複数層からな
る高分子層は、例えば、導電性弾性体層と、上記導電性
弾性体層の外周に形成される抵抗調整層(半導電性弾性
体層)と、上記抵抗調整層の外周に形成される保護層か
ら構成される。
The polymer layer composed of a plurality of layers formed on the outer periphery of the shaft body includes, for example, a conductive elastic body layer and a resistance adjusting layer (semiconductive elastic body) formed on the outer periphery of the conductive elastic body layer. Body layer) and a protective layer formed on the outer periphery of the resistance adjusting layer.

【0012】上記導電性弾性体層は、低硬度〔アスカー
C(スポンジ硬度計)60°以下/1kg荷重〕で、電
気抵抗が104 Ω・cm以下に形成することが好まし
い。そして、マトリックス成分としてエチレン−プロピ
レン−ジエンゴム(EPDM),ポリノルボルネンゴ
ム,スチレン−ブタジエンゴム(SBR),クロロプレ
ンゴム(CR),シリコンゴム,エピクロルヒドリンゴ
ム,アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)等が
あげられ、これにカーボンブラック等の導電性粉末を配
合した形成材料を用いて形成される。なかでも、マトリ
ックス成分としてポリノルボルネンゴムを用い、これに
カーボンブラックを配合したものが形成材料として好ま
しく用いられる。
The conductive elastic layer is preferably formed to have a low hardness [Asker C (sponge hardness meter) 60 ° or less / 1 kg load] and an electric resistance of 10 4 Ω · cm or less. And, as the matrix component, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), polynorbornene rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), silicone rubber, epichlorohydrin rubber, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR) and the like can be mentioned. It is formed using a forming material in which a conductive powder such as carbon black is mixed. Above all, polynorbornene rubber is used as the matrix component, and a mixture of carbon black and this is preferably used as the forming material.

【0013】上記導電性弾性体層の外周に形成される抵
抗調整層は、半導電領域(105 〜108 Ω・cm)の
範囲内に設定するのが好ましい。そして、抵抗調整層
は、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイドゴム,水
素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴム,アクリル樹
脂を主体とする高分子物質に、カーボンブラック,金属
酸化物等の導電性粉末、イオン性導電制御剤を配合した
形成材料を用いて形成される。上記金属酸化物として
は、四酸化三鉛(Pb3 4 ),酸化亜鉛と酸化アルミ
ニウムの固溶体,酸化スズと酸化アンチモンの固溶体,
酸化インジウムと酸化スズの固溶体等があげられる。上
記イオン性導電制御剤としては、トリメチルオクタデシ
ルアンモニウムクロライド,ベンジルトリメチルアンモ
ニウムクロライド,トリオクチルプロピルアンモニウム
ブロマイド,トリメチルオクタデシルアンモニウムパー
クロレート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安息香酸塩,亜硝酸塩,硫酸塩
等があげられ、単独でもしくは2種以上併せて用いられ
る。上記抵抗調整層の形成材料としては、例えば高分子
物質として、水素添加アクリロニトリル−ブタジエンゴ
ム,エピクロルヒドリン−エチレンオキサイドゴムを用
い、これに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塩および四酸化三鉛の少なく
とも一方を配合したものが好ましく用いられる。
The resistance adjusting layer formed on the outer periphery of the conductive elastic layer is preferably set within the range of a semiconductive region (10 5 to 10 8 Ω · cm). Then, the resistance adjusting layer is a polymer material mainly composed of epichlorohydrin-ethylene oxide rubber, hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber, acrylic resin, carbon black, conductive powder such as metal oxide, and an ionic conductivity control agent. It is formed using the forming material. Examples of the metal oxide include trilead tetraoxide (Pb 3 O 4 ), a solid solution of zinc oxide and aluminum oxide, a solid solution of tin oxide and antimony oxide,
Examples thereof include solid solutions of indium oxide and tin oxide. Examples of the ionic conductivity control agent include quaternary ammonium compounds such as trimethyloctadecyl ammonium chloride, benzyl trimethyl ammonium chloride, trioctyl propyl ammonium bromide, and trimethyl octadecyl ammonium perchlorate, and benzoates and nitrites of these quaternary ammonium compounds. Examples thereof include sulfates and the like, which may be used alone or in combination of two or more. As the material for forming the resistance adjusting layer, for example, as a polymer substance, hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide rubber is used, and at least quaternary ammonium salt such as trimethyloctadecyl ammonium chloride and trilead tetraoxide are used. A mixture of one is preferably used.

【0014】上記抵抗調整層の外周に形成される保護層
は、表面抵抗を105 Ω・cm以上となるよう設定する
のが好ましく、特に好ましくは105 〜108 Ω・cm
である。そして、例えばN−メトキシメチル化ナイロン
(8−ナイロン)および必要に応じてこれに酸化スズ等
の導電剤を添加した形成材料を用いて形成される。
The protective layer formed on the outer periphery of the resistance adjusting layer preferably has a surface resistance of 10 5 Ω · cm or more, particularly preferably 10 5 to 10 8 Ω · cm.
Is. Then, for example, N-methoxymethylated nylon (8-nylon) and, if necessary, a forming material to which a conductive agent such as tin oxide is added are used.

【0015】上記保護層の少なくとも一端側表面に形成
されるエッチング防止用高分子被覆層は、その電気抵抗
値が、上記保護層の有する電気抵抗値より0.3桁以上
高くなるように形成される。そして、この形成材料とし
ては、ウレタン樹脂,二元系フッ素樹脂,三元系フッ素
樹脂等があげられる。さらに、上記各種樹脂のみを用い
ての塗布面は透明となるため、その塗布範囲、すなわ
ち、エッチング防止用高分子被覆層形成領域を明確にす
るために、上記形成材料に加えて顔料を配合してもよ
い。この場合、配合する顔料は、前記保護層と容易に識
別可能な色に着色することが可能なものが好ましい。そ
して、上記顔料としては、上記各種樹脂の有する電気抵
抗値に影響を与えないものが用いられ、例えば、白色に
着色する際には酸化チタン,酸化亜鉛等が、また白色以
外に着色する際には弁柄等の無機顔料が好適に用いられ
る。特に好ましいのは発色性,電気抵抗の点から酸化チ
タンを用いることである。上記顔料の配合量は、透明な
樹脂を所望の色に着色可能であればよく特に設定するも
のではないが、例えば、上記各種樹脂100重量部(以
下「部」と略す)に対して10〜15部の範囲に設定す
ることが好ましい。そして、上記エッチング防止用高分
子被覆層形成材料としては、二元系フッ素樹脂に、顔料
として酸化チタンを配合したものが電気抵抗,発色性と
いう観点から特に好ましい。
The etching preventing polymer coating layer formed on the surface of at least one end side of the protective layer is formed so that the electric resistance value thereof is higher than the electric resistance value of the protective layer by 0.3 digit or more. It Examples of the forming material include urethane resin, binary fluororesin, and ternary fluororesin. Furthermore, since the coated surface using only the above various resins becomes transparent, the coating range, that is, in order to clarify the polymer coating layer forming region for etching prevention, a pigment is added in addition to the above forming material. May be. In this case, the pigment to be blended is preferably one that can be colored in a color that is easily distinguishable from the protective layer. And, as the above-mentioned pigment, those which do not affect the electric resistance value of the above-mentioned various resins are used. For example, titanium oxide, zinc oxide or the like is colored in white, and other than white. Inorganic pigments such as red iron oxide are preferably used. It is particularly preferable to use titanium oxide in terms of color developability and electric resistance. The blending amount of the pigment is not particularly set as long as the transparent resin can be colored in a desired color, but is, for example, 10 to 100 parts by weight of the various resins (hereinafter abbreviated as “part”). It is preferable to set in the range of 15 parts. As the material for forming the polymer layer for preventing etching, a binary fluororesin mixed with titanium oxide as a pigment is particularly preferable from the viewpoint of electrical resistance and color developability.

【0016】この発明の帯電ロールは、例えばつぎのよ
うにして製造される。すなわち、まず、導電性弾性体層
形成材料を準備し、これを軸体(芯金)が配設された成
形用金型内に充填し加熱加硫することにより導電性弾性
体層を形成する。ついで、抵抗調整層形成材料を準備
し、上記導電性弾性体層の外周面にスプレー法,ディッ
ピング法およびロールコート法等により抵抗調整層形成
材料をコーティングし加熱加硫して抵抗調整層を形成す
る。つぎに、保護層形成材料として、N−メトキシメチ
ル化ナイロンのメタノール溶液に導電剤を添加し、分散
機により充分分散させて粘度を調整した後、ディッピン
グ等によって上記抵抗調整層表面にこの保護層形成材料
をコーティングし加熱架橋を行い保護層を形成する。さ
らに、エッチング防止用高分子被覆層形成材料として、
前述の樹脂と、必要に応じてこの樹脂に顔料を配合し、
これをメチルエチルケトン,トルエン等の有機溶剤に溶
解してコーティング液を調製する。そして、このエッチ
ング防止用高分子被覆層形成材料であるコーティング液
を用いて、上記保護層の少なくとも一端部表面に上記コ
ーティング液を塗布しエッチング防止用高分子被覆層を
形成する。このようにして、図1および図2に示すよう
な帯電ロールが製造される。図において、20は芯金、
21は導電性弾性体層、22は抵抗調整層、23は保護
層、24はエッチング防止用高分子被覆層である。な
お、上記図1および図2に示す帯電ロールでは、保護層
23表面の両端部分にエッチング防止用高分子被覆層2
4が形成されているが、いずれか一端部側のみに形成し
てもよい。ただし、上記一端部側のみにエッチング防止
用高分子被覆層24を形成した場合、この帯電ロールを
複写機等に組み込んで感光ドラムと接触させる際には、
感光ドラム表面に形成された有機層の膜厚の薄い部分と
上記帯電ロールのエッチング防止用高分子被覆層24と
が接触するよう帯電ロールを設置しなければならない。
The charging roll of the present invention is manufactured, for example, as follows. That is, first, a conductive elastic layer forming material is prepared, and the conductive elastic layer is formed by filling the material in a molding die in which a shaft body (core bar) is arranged and heating and vulcanizing. . Next, a resistance adjusting layer forming material is prepared, and the outer peripheral surface of the conductive elastic body layer is coated with the resistance adjusting layer forming material by a spraying method, a dipping method, a roll coating method or the like, and heat vulcanized to form a resistance adjusting layer. To do. Next, as a material for forming a protective layer, a conductive agent is added to a methanol solution of N-methoxymethylated nylon and sufficiently dispersed by a disperser to adjust the viscosity, and then the protective layer is formed on the surface of the resistance adjusting layer by dipping or the like. The forming material is coated and heat-crosslinked to form a protective layer. Furthermore, as a polymer coating layer forming material for etching prevention,
The above resin and, if necessary, a pigment is added to this resin,
This is dissolved in an organic solvent such as methyl ethyl ketone or toluene to prepare a coating liquid. Then, the coating liquid, which is the material for forming the polymer layer for preventing etching, is applied to the surface of at least one end of the protective layer to form the polymer layer for preventing etching. In this way, the charging roll as shown in FIGS. 1 and 2 is manufactured. In the figure, 20 is a core bar,
Reference numeral 21 is a conductive elastic layer, 22 is a resistance adjusting layer, 23 is a protective layer, and 24 is a polymer coating layer for preventing etching. In the charging roll shown in FIGS. 1 and 2, the polymer layer 2 for preventing etching is formed on both end portions of the surface of the protective layer 23.
Although 4 is formed, it may be formed only on one end side. However, when the etching preventing polymer coating layer 24 is formed only on the one end side, when the charging roll is incorporated into a copying machine or the like and brought into contact with the photosensitive drum,
The charging roll must be installed so that the thin portion of the organic layer formed on the surface of the photosensitive drum is in contact with the etching preventing polymer coating layer 24 of the charging roll.

【0017】また、上記導電性弾性体層21と抵抗調整
層22の間に、導電性弾性体層21中の軟化剤等の他層
への移行・汚染を防止するための軟化剤移行防止層を形
成してもよい。上記軟化剤移行防止層形成材料として
は、N−メトキシメチル化ナイロンにカーボンブラック
等の導電剤を含有させたものが用いられる。
In addition, between the conductive elastic layer 21 and the resistance adjusting layer 22, a softening agent migration preventing layer for preventing migration / contamination of the softening agent in the conductive elastic layer 21 to another layer. May be formed. As the material for forming the softening agent migration prevention layer, N-methoxymethylated nylon containing a conductive agent such as carbon black is used.

【0018】このようにして得られた帯電ロールにおい
て、各層の厚み、導電性弾性体層21の厚みは3〜4m
mに、抵抗調整層22の厚みは160〜200μmに、
保護層23の厚みは5〜10μmの範囲にそれぞれ設定
することが好ましい。そして、帯電ロールの少なくとも
一端側に形成されるエッチング防止用高分子被覆層24
の厚みは、10〜30μmに設定することが好ましく、
特に好ましくは20〜30μmである。また、その軸方
向における幅は、接触する感光ドラムにもよるが、一般
に、5〜10mmに設定することが好ましく、特に好ま
しくは7〜8mmである。さらに、上記導電性弾性体層
21と抵抗調整層22の間に軟化剤移行防止層を形成す
る場合、その厚みは5〜10μmに設定することが好ま
しい。
In the charging roll thus obtained, the thickness of each layer and the thickness of the conductive elastic layer 21 are 3 to 4 m.
m, the thickness of the resistance adjusting layer 22 is 160 to 200 μm,
The thickness of the protective layer 23 is preferably set within the range of 5 to 10 μm. Then, the polymer coating layer 24 for preventing etching formed on at least one end side of the charging roll
Is preferably set to 10 to 30 μm,
It is particularly preferably 20 to 30 μm. The width in the axial direction depends on the contacting photosensitive drum, but is generally preferably set to 5 to 10 mm, particularly preferably 7 to 8 mm. Further, when the softener migration preventing layer is formed between the conductive elastic body layer 21 and the resistance adjusting layer 22, the thickness thereof is preferably set to 5 to 10 μm.

【0019】また、上記エッチング防止用高分子被覆層
24の形成材料に前述の顔料を配合し、これを用いて保
護層23とは異なる色に着色したエッチング防止用高分
子被覆層24を形成すると、帯電ロールの抵抗分布を計
測することなく、エッチング防止用高分子被覆層24の
形成領域を目視により容易に確認することが可能とな
る。したがって、エッチング防止用高分子被覆層24の
形成領域を確認するための検査等の煩雑な工程を省略す
ることができ一層効果的である。
When the above-mentioned pigment is blended with the material for forming the polymer layer for preventing etching 24 and the polymer is used for forming the polymer layer for preventing etching 24 colored in a color different from that of the protective layer 23. It is possible to easily visually confirm the formation region of the etching preventing polymer coating layer 24 without measuring the resistance distribution of the charging roll. Therefore, a complicated process such as an inspection for confirming the formation region of the polymer layer for preventing etching 24 can be omitted, which is more effective.

【0020】[0020]

【発明の効果】以上のように、この発明の帯電ロール
は、帯電ロールの少なくとも一端部にエッチング防止用
高分子被覆層が形成されている。このため、上記エッチ
ング防止用高分子被覆層形成部分と接触する感光ドラム
の膜厚の薄い部分のみ電圧印加時の交流電圧を下げるこ
とが可能となり、感光ドラムに対するエッチング作用が
抑制され、その結果、感光ドラムおよび帯電ロールの双
方の耐久性が向上し長寿命化が実現する。さらに、ロー
ル端部におけるリーク信頼性が向上する。しかも、上記
エッチング防止用高分子被覆層とそれ以外のロール表面
の露出部分とを色違いに形成すると、エッチング防止用
高分子被覆層の形成領域が外観から容易に確認すること
ができる。したがって、ロール表面の抵抗分布を計測す
る必要がなく、検査等煩雑な工程を省略することが可能
となる。
As described above, the charging roll of the present invention has the polymer coating layer for preventing etching formed on at least one end of the charging roll. Therefore, it is possible to reduce the AC voltage when a voltage is applied only to the thin film thickness portion of the photosensitive drum that is in contact with the etching preventing polymer coating layer forming portion, and the etching action on the photosensitive drum is suppressed. The durability of both the photosensitive drum and the charging roll is improved, and the service life is extended. Further, the leak reliability at the roll end portion is improved. Moreover, by forming the etching-preventing polymer coating layer and the other exposed portion of the roll surface in different colors, the region where the etching-preventing polymer coating layer is formed can be easily confirmed from the appearance. Therefore, it is not necessary to measure the resistance distribution on the roll surface, and complicated steps such as inspection can be omitted.

【0021】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。
Next, examples will be described together with comparative examples.

【0022】[0022]

【実施例1】 〔導電性弾性体層形成材料〕まず、下記に示す各成分を
配合することにより導電性弾性体層形成材料を作製し
た。 ポリノルボルネンゴム 100部 ケッチェンブラック 50部 ナフテン系オイル 400部
Example 1 [Material for forming conductive elastic layer] First, a material for forming a conductive elastic layer was prepared by blending the following components. Polynorbornene rubber 100 parts Ketjen Black 50 parts Naphthene system oil 400 parts

【0023】ついで、鉄製の芯金(直径6mm)を配設
した成形金型内に上記導電性弾性体層形成材料を充填し
加熱加硫(200℃×30分間)することにより厚み約
3mmの導電性弾性体層(アスカーC硬度58°)を形
成した。そして、下記に示す各成分を配合した抵抗調整
層形成材料を準備し、この形成材料を用いて上記導電性
弾性体層の外周に、ディッピングにより厚み160μm
でコーティングしオーブンによって加熱加硫(160℃
×30分間)することにより抵抗調整層を形成した。
Then, the conductive elastic layer forming material is filled in a molding die having an iron cored bar (diameter 6 mm) and heated and vulcanized (200 ° C. × 30 minutes) to give a thickness of about 3 mm. A conductive elastic layer (Asker C hardness 58 °) was formed. Then, a resistance adjusting layer forming material containing the following respective components was prepared, and the forming material was used to dip the outer periphery of the conductive elastic layer to a thickness of 160 μm.
And vulcanize by heating in an oven (160 ° C
X 30 minutes) to form a resistance adjusting layer.

【0024】 エピクロルヒドリン−エチレンオキサイドゴム 100 部 Pb3 4 5 部 エチレンチオウレア 1.2部 加工助剤 1 部 ハードクレー 40 部Epichlorohydrin-ethylene oxide rubber 100 parts Pb 3 O 4 5 parts ethylenethiourea 1.2 parts processing aid 1 part hard clay 40 parts

【0025】さらに、下記に示す各成分を配合した保護
層形成材料を準備し、この形成材料を用いて上記抵抗調
整層の外周に、ディッピングにより厚み10μmでコー
ティングし加熱乾燥(60℃×30分間)することによ
り保護層を形成した。
Further, a protective layer forming material containing the following components is prepared, and the outer periphery of the resistance adjusting layer is coated with the forming material by dipping to a thickness of 10 μm and heated and dried (60 ° C. × 30 minutes). ) Was performed to form a protective layer.

【0026】 N−メトキシメチル化ナイロン 100部 カーボンブラック 8部N-methoxymethylated nylon 100 parts Carbon black 8 parts

【0027】そして、下記に示す各成分を配合したエッ
チング防止用高分子被覆層形成材料を準備し、この形成
材料を用いて上記保護層の両端外周部に、ディッピング
により厚み4μm×幅10mmでコーティングし加熱乾
燥(60℃×30分間)することにより白色のエッチン
グ防止用高分子被覆層を形成した。このようにして図1
および図2に示す帯電ロールを製造した。
Then, a material for forming a polymer coating layer for etching prevention containing the following components was prepared, and the outer peripheral portions of both ends of the protective layer were coated with this forming material by dipping to a thickness of 4 μm × width of 10 mm. Then, by heating and drying (60 ° C. × 30 minutes), a white etching preventing polymer coating layer was formed. In this way
And the charging roll shown in FIG. 2 was manufactured.

【0028】 2元フッ素樹脂 100部 酸化チタン(白色) 10部Binary fluororesin 100 parts Titanium oxide (white) 10 parts

【0029】[0029]

【実施例2】エッチング防止用高分子被覆層形成材料と
して、下記に示す各成分を配合したものを用いた。そし
て、上記形成材料を用いて上記保護層の両端外周部に、
ディッピングにより厚み12μm×幅10mmでコーテ
ィングし加熱乾燥(60℃×30分間)することにより
白色のエッチング防止用高分子被覆層を形成した。それ
以外は実施例1と同様にして図1および図2に示す帯電
ロールを製造した。
Example 2 As a material for forming a polymer coating layer for preventing etching, a material containing the following components was used. Then, using the forming material on the outer peripheral portions of both ends of the protective layer,
By coating with a thickness of 12 μm × width of 10 mm by dipping and heating and drying (60 ° C. × 30 minutes), a white polymer layer for preventing etching was formed. Other than that was carried out similarly to Example 1, and manufactured the charging roll shown in FIG. 1 and FIG.

【0030】 ウレタン樹脂 100部 酸化チタン(白色) 10部Urethane resin 100 parts Titanium oxide (white) 10 parts

【0031】[0031]

【実施例3】エッチング防止用高分子被覆層形成材料と
して、下記に示す各成分を配合したものを用いた。そし
て、上記形成材料を用いて上記保護層の両端外周部に、
ディッピングにより厚み26μm×幅10mmでコーテ
ィングし加熱乾燥(60℃×30分間)することにより
白色のエッチング防止用高分子被覆層を形成した。それ
以外は実施例1と同様にして帯電ロールを製造した。
Example 3 As a material for forming a polymer coating layer for preventing etching, a mixture of the following components was used. Then, using the forming material on the outer peripheral portions of both ends of the protective layer,
By coating with a thickness of 26 μm × width of 10 mm by dipping, and heating and drying (60 ° C. × 30 minutes), a white polymer layer for preventing etching was formed. A charging roll was manufactured in the same manner as in Example 1 except for the above.

【0032】 ウレタン樹脂 100部 酸化チタン(白色) 10部Urethane resin 100 parts Titanium oxide (white) 10 parts

【0033】[0033]

【比較例】保護層の外周両端部にエッチング防止用高分
子被覆層を形成しなかった。それ以外は実施例1と同様
にして図3に示す通常の帯電ロールを製造した。
Comparative Example A polymer coating layer for preventing etching was not formed on both outer peripheral edges of the protective layer. Other than that was carried out similarly to Example 1, and manufactured the normal charging roll shown in FIG.

【0034】このようにして得られた実施例品および比
較例品の帯電ロールを、感光ドラムと摺接するようレー
ザービームプリンターに組み込んだ。そして、32℃×
85%の過酷な条件下において、複写を行った。なお、
複写は一枚毎に停止させて行った。その結果を下記に表
1に示す。
The charging rolls of the example product and the comparative example product thus obtained were incorporated into a laser beam printer so as to be in sliding contact with the photosensitive drum. And 32 ℃ ×
Copies were made under 85% harsh conditions. In addition,
The copying was stopped for each sheet. The results are shown in Table 1 below.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】上記表1の結果から、比較例品は、僅か9
000枚複写後に感光ドラムの両端部に削れが発生して
しまった。これに対して実施例1品は14000枚複写
後に感光ドラムの端部に削れが発生した。また、実施例
2,3品は15000枚複写後においても感光ドラムの
端部に削れは発生しなかった。このことから、実施例品
の帯電ロールを組み込んだ場合の複写においては感光ド
ラムの耐久性が向上したことがわかる。
From the results shown in Table 1 above, the comparative example product was only 9%.
After copying 000 sheets, scraping occurred on both ends of the photosensitive drum. On the other hand, in the product of Example 1, scraping occurred at the edge of the photosensitive drum after copying 14,000 sheets. Further, in the products of Examples 2 and 3, even after copying 15,000 sheets, scraping did not occur at the end portion of the photosensitive drum. From this, it is understood that the durability of the photosensitive drum is improved in copying when the charging roll of the example product is incorporated.

【0037】また、上記実施例1,2,3品と比較例品
の帯電ロール表面における7点A〜Gの各電流値を測定
した(条件:300Hz−500VPP印加時)。その結
果を図5および図6に示す。図5の曲線Aが実施例1
品、曲線Bが実施例2品、曲線Cが実施例3品である。
そして、図6中の曲線Dは比較例品である。上記図5お
よび図6から、比較例品はロールの軸方向において略同
じ電流値が計測され、比較例品の軸方向の抵抗分布が略
均一であることがわかる。これに対して、実施例品はい
ずれも帯電ロールの両端部分の電流値が、他の部分に比
べて低下していることから、ロール両端部分で抵抗が高
くなっていることがわかる。
The current values at 7 points A to G on the surfaces of the charging rolls of Examples 1, 2, 3 and Comparative Example were measured (conditions: when 300 Hz-500 V PP was applied). The results are shown in FIGS. 5 and 6. The curve A in FIG. 5 is the first embodiment.
The product, the curve B is the product of Example 2, and the curve C is the product of Example 3.
The curve D in FIG. 6 is a comparative example product. From the above-mentioned FIGS. 5 and 6, it can be seen that the comparative example product has substantially the same current value measured in the axial direction of the roll, and the axial resistance distribution of the comparative example product is substantially uniform. On the other hand, in each of the example products, the current value at both end portions of the charging roll is lower than that at the other portions, so it can be seen that the resistance is high at both end portions of the roll.

【0038】さらに、実施例品では、両端部のエッチン
グ防止用高分子被覆層形成部分が白色に形成されている
ため、目視により他の表面部分と容易に識別できた。
Further, in the case of the example product, since the portions where the polymer coating layer for preventing etching was formed on both ends were white, it could be easily distinguished from other surface portions by visual observation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明の帯電ロールの一例を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a charging roll of the present invention.

【図2】この発明の帯電ロールの一例を示す正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view showing an example of a charging roll of the present invention.

【図3】従来の帯電ロールを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional charging roll.

【図4】ロール帯電方式による電子写真複写機の構成図
である。
FIG. 4 is a configuration diagram of an electrophotographic copying machine using a roll charging method.

【図5】実施例品の帯電ロール表面の軸方向における電
流値を示す曲線図である。
FIG. 5 is a curve diagram showing a current value in the axial direction of the surface of the charging roll of the example product.

【図6】比較例品の帯電ロール表面の軸方向における電
流値を示す曲線図である。
FIG. 6 is a curve diagram showing the current value in the axial direction of the surface of the charging roll of the comparative example product.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 芯金 21 導電性弾性体層 22 抵抗調整層 23 保護層 24 エッチング防止用高分子被覆層 20 Core Bar 21 Conductive Elastic Layer 22 Resistance Adjustment Layer 23 Protective Layer 24 Polymer Coating Layer for Etching Prevention

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年4月26日[Submission date] April 26, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】全図[Correction target item name] All drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

【図2】 [Fig. 2]

【図3】 [Figure 3]

【図4】 [Figure 4]

【図5】 [Figure 5]

【図6】 [Figure 6]

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 感光ドラムと接する帯電ロールであっ
て、上記帯電ロールの少なくとも一端部側にエッチング
防止用高分子被覆層が形成されていることを特徴とする
帯電ロール。
1. A charging roll in contact with a photosensitive drum, characterized in that a polymer coating layer for preventing etching is formed on at least one end side of the charging roll.
【請求項2】 エッチング防止用高分子被覆層と、それ
以外のロール表面露出部分とが色違いに形成されている
請求項1記載の帯電ロール。
2. The charging roll according to claim 1, wherein the polymer coating layer for preventing etching and the other roll surface exposed portion are formed in different colors.
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