JPH1122719A - Electro static charge roller - Google Patents

Electro static charge roller

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JPH1122719A
JPH1122719A JP19311697A JP19311697A JPH1122719A JP H1122719 A JPH1122719 A JP H1122719A JP 19311697 A JP19311697 A JP 19311697A JP 19311697 A JP19311697 A JP 19311697A JP H1122719 A JPH1122719 A JP H1122719A
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JP
Japan
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elastic layer
conductive support
semiconductive elastic
charging roller
thermoplastic elastomer
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Application number
JP19311697A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriyuki Itou
伯志 伊藤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a cost by using a thermoplastic elastomer in a semiconductor elastic layer and be stabilized in electro static charge characteristics. SOLUTION: In an electric static charge roller 1 formed such that a semiconductor elastic layer 3 is formed at the circumference of a conductive support 2, the semiconductive elastic layer 3 is formed of a thermoplastic elastomer, and the conductive support 2 is formed of resin Volumetric specified resistance is set to 106 -109 Ω.cm and volumetric specific resistance of a resin material is set to 10 Ω.cm or less. Further a mold release layer 4 is formed on the outside of a semiconductor conductive elastic layer 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真方式の画像
形成装置において感光体などの被帯電体を帯電させる帯
電ロ−ラ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 roller for charging an object to be charged such as a photoreceptor in an electrophotographic image forming apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】複写機やファクシミリなどの電子写真方
式の画像形成装置では感光体表面を帯電させるための手
段として帯電ロ−ラが用いられている。図2は帯電ロー
ラを備えた画像形成装置110の主要部の構成を模式的
に示したものであり、図中101は静電潜像が形成され
るドラム状の感光体、102は感光体101に接触して
帯電処理を行う帯電ローラ、103は帯電した感光体1
01の表面に原稿からの反射光或いはレーザー光などの
画像光Bを照射して静電潜像を書き込む露光装置、10
4は感光体101表面の静電潜像にトナーを付着させて
可視像化する現像ローラ、105は帯電ローラ102に
DC電圧を印加するための電源装置、106は図示しな
い給紙部から転写位置である感光体101下端部に給紙
される記録紙、107は感光体101上のトナー像を記
録紙107に転写する転写ローラ、108は感光体10
1表面に残留したトナーを除去回収するクリーニング装
置である。上記のように構成された画像形成装置110
の動作は概略以下のとおりである。まず一定方向に回転
している感光体101の表面に帯電ローラ101を接触
させ、帯電ローラ101に電源装置105からDC電圧
を給電することにより、感光体101表面と帯電ローラ
101表面との間で放電を発生させ、感光体101の表
面を一様に高電位に帯電させる。次に、帯電した直後の
感光体101表面に画像光Bを照射する。これにより感
光体101表面の画像光Bが照射された部分だけ電位が
低下する。画像光Bは形成すべき画像の明部と暗部の分
布に応じて照射されるため、画像光Bの照射によって感
光体101面に形成すべき画像に対応する電位分布すな
わち静電潜像が形成される。その後感光体101の回転
により静電潜像が形成された部分が現像ローラ104に
よる現像位置を通過すると、その電位の高低に応じて感
光体101表面にトナーが付着し、静電潜像を可視像化
したトナー像が形成される。そしてトナー像の先端部分
が転写位置に到来するタイミングに合わせて記録紙10
7が給紙され、転写ローラ106によって記録紙107
にトナー像が転写される。その後記録紙107は感光体
101から分離され、所定の搬送経路を通って図示しな
い定着ユニットに搬送され、熱加圧定着された後機外へ
排出される。また転写終了後、感光体101の表面はク
リーニング装置108により残留トナーが除去され、さ
らに図示しない除電装置で残留電荷が消去され、次回の
作像処理に備える。
2. Description of the Related Art In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile, a charging roller is used as a means for charging a photosensitive member surface. FIG. 2 schematically shows a configuration of a main part of an image forming apparatus 110 provided with a charging roller. In the figure, reference numeral 101 denotes a drum-shaped photosensitive member on which an electrostatic latent image is formed; A charging roller that performs a charging process by contacting with the photoconductor 103;
Exposure device 10 for irradiating image light B such as reflected light from a document or laser light on the surface of document 01 to write an electrostatic latent image
Reference numeral 4 denotes a developing roller for applying toner to the electrostatic latent image on the surface of the photoreceptor 101 to make it visible, 105 a power supply for applying a DC voltage to the charging roller 102, and 106 a transfer from a paper feed unit (not shown). The recording paper fed to the lower end of the photoconductor 101 as a position, 107 is a transfer roller for transferring the toner image on the photoconductor 101 to the recording paper 107, and 108 is the photoconductor 10
The cleaning device removes and collects toner remaining on one surface. Image forming apparatus 110 configured as described above
Is roughly as follows. First, the charging roller 101 is brought into contact with the surface of the photoconductor 101 rotating in a certain direction, and a DC voltage is supplied from the power supply device 105 to the charging roller 101, so that the surface of the photoconductor 101 and the surface of the charging roller 101 are charged. A discharge is generated to uniformly charge the surface of the photoconductor 101 to a high potential. Next, the image light B is applied to the surface of the photoconductor 101 immediately after the charging. As a result, the potential of only the portion of the surface of the photoconductor 101 irradiated with the image light B decreases. Since the image light B is irradiated according to the distribution of the light and dark portions of the image to be formed, the irradiation of the image light B forms a potential distribution corresponding to the image to be formed on the surface of the photoconductor 101, that is, an electrostatic latent image is formed. Is done. Thereafter, when the portion where the electrostatic latent image is formed by the rotation of the photoconductor 101 passes through the developing position by the developing roller 104, toner adheres to the surface of the photoconductor 101 according to the level of the potential, and the electrostatic latent image can be formed. A visualized toner image is formed. Then, the recording paper 10 is synchronized with the timing when the leading end of the toner image reaches the transfer position.
7 is fed, and the recording paper 107 is
Is transferred to the toner image. Thereafter, the recording paper 107 is separated from the photoreceptor 101, is conveyed to a fixing unit (not shown) through a predetermined conveyance path, and is discharged to the outside of the apparatus after being heat-pressed and fixed. After the transfer is completed, the residual toner is removed from the surface of the photoreceptor 101 by the cleaning device 108, and the residual charge is erased by an unillustrated static eliminator to prepare for the next image forming process.

【0003】ところで、上記帯電ローラ102による感
光体101表面の帯電は、帯電ローラ102と感光体1
01との間の微小空間におけるパッシェンの法則に従っ
たコロナ放電によってなされることが知られている。パ
ッシェンの法則によれば、放電開始電圧Vは雰囲気の圧
力と電極間の距離d、すなわちこの場合帯電ローラ10
2の表面と感光体101の表面との接触部近傍における
両者間の微小空間の大きさとの積P・dの関数であり、
P・dの減少方向にも増大方向にもVは増大し、あるP
・dの値で極小値をとる。したがって感光体101表面
に接触して回転する帯電ローラ102が充分な柔軟性を
持っていない場合、帯電ローラ102表面のわずかなく
ぼみによっても感光体101との間に隙間が発生し、前
述の微小空間の形状や大きさがばらつくことから帯電不
良が発生することになる。そこで、図3に示すように帯
電ローラ102を内外二重構造とし、内側の硬い導電性
支持体201の外側に柔軟性のある半導電性弾性層20
2を形成することにより、感光体101と帯電ローラ1
02との接触不良に起因する帯電不良の発生を防止して
いる。従来、導電性支持体201にはSUSやSUMな
ど金属を円柱形状或いは円筒形状に成形しその表面にニ
ッケルメッキを施したものが使用されていた。また、半
導電性弾性層202にはエピクロルヒドリンゴム、EP
DMゴム、ニトリルゴムなどが使用されていた。
The surface of the photosensitive member 101 is charged by the charging roller 102 with the charging roller 102 and the photosensitive member 1.
It is known that this is performed by corona discharge in accordance with Paschen's law in a small space between 01 and 01. According to Paschen's law, the firing voltage V is determined by the pressure of the atmosphere and the distance d between the electrodes, that is, the charging roller 10 in this case.
2 is a function of the product P · d of the size of the minute space between the surface of the photoconductor 101 and the surface of the photoreceptor 101 in the vicinity of the contact portion.
V increases both in the decreasing direction and in the increasing direction of P · d, and P
• Take the minimum value at the value of d. Therefore, when the charging roller 102 rotating in contact with the surface of the photosensitive member 101 does not have sufficient flexibility, a gap is generated between the photosensitive member 101 and the above-described minute Variations in the shape and size of the space cause poor charging. Therefore, as shown in FIG. 3, the charging roller 102 has a dual inner / outer structure, and a flexible semiconductive elastic layer 20 is provided on the outer side of the inner hard conductive support 201.
2, the photosensitive member 101 and the charging roller 1
In this case, the occurrence of charging failure due to poor contact with 02 is prevented. Conventionally, as the conductive support 201, a metal such as SUS or SUM which is formed into a columnar or cylindrical shape and whose surface is plated with nickel has been used. The semiconductive elastic layer 202 is made of epichlorohydrin rubber, EP
DM rubber, nitrile rubber and the like have been used.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の帯電ロ
ーラは、導電性支持体201に金属を使用し、半導電性
弾性層202にゴム(樹脂)を使用しているため、導電
性支持体201と半導電性弾性層202とを接着剤で接
着する必要があり、そのために製造工程が複雑化する、
接着剤の膜厚不足により剥れが生じやすい、接着剤の選
定が難しい、等の多くの問題点を有していた。また、半
導電性弾性層202にゴムチューブを用い、その中に金
属製の導電性支持体201を圧入したものもあるが、圧
入後経時的にゴムチューブが変形し易く、画像ムラ発生
の原因になりやすい。また、ゴム材料は、ゴム練り、予
備成形、加硫、後加工という多数の工程を経て製造され
るため製造工程が複雑であるし、加硫という熱硬化反応
による処理工程を含むため、再生に難しさがあり、一度
加硫処理で失敗すると再加工不能となる。そのため、品
質の安定化、コスト低減には限界がある。また、ゴム材
料には、経時的な硬度変化や、加工状態や材料の配合条
件などによって発生するブルーム(反応残査分)やブリ
ード(余剰液体)等により感光体を汚染しやすいという
問題もある。また、半導電性弾性層202の材料とし
て、ゴム材料の代りに熱可塑性エラストマーを使用した
ものもある。熱可塑性エラストマーによれば、ゴムのよ
うに多数の工程を経る必要がなく、また再加工が可能で
あるため、低コスト化が図られる。また、部品を回収し
再生することができるため廃棄物を低減し環境保護に寄
与することができる。しかし、熱可塑性エラストマーを
チューブ状に成形したものに導電性支持体201すなわ
ち芯金を圧入した場合、ゴム材料を使用した場合と同様
圧入後に半導電性弾性層202が経時的に変形するとい
う問題がある。
However, the conventional charging roller uses a metal for the conductive support 201 and a rubber (resin) for the semiconductive elastic layer 202, so that the conductive support 201 and the semiconductive elastic layer 202 need to be bonded with an adhesive, which complicates the manufacturing process.
There are many problems such as peeling easily due to insufficient adhesive film thickness and difficulty in selecting an adhesive. There is also a rubber tube used for the semiconductive elastic layer 202, into which a metal conductive support 201 is press-fitted. However, the rubber tube is easily deformed over time after press-fitting, which causes image unevenness. Easy to be. In addition, rubber materials are manufactured through a number of processes such as rubber kneading, pre-molding, vulcanization, and post-processing, so that the manufacturing process is complicated. Due to the difficulty, once the vulcanization process fails, rework is impossible. Therefore, there are limits to stabilization of quality and cost reduction. Further, the rubber material has a problem that the photoconductor is easily contaminated by bloom (reaction residue), bleed (excess liquid), or the like generated due to a change in hardness over time, a processing state, a material mixing condition, and the like. . Further, as a material of the semiconductive elastic layer 202, there is a material using a thermoplastic elastomer instead of a rubber material. According to the thermoplastic elastomer, it is not necessary to go through a number of steps as in the case of rubber, and the thermoplastic elastomer can be reworked, so that the cost can be reduced. In addition, since parts can be collected and recycled, waste can be reduced and the environment can be protected. However, when the conductive support 201, that is, the core metal, is press-fitted into a thermoplastic elastomer molded into a tubular shape, the semiconductive elastic layer 202 is deformed with time after press-fitting as in the case of using a rubber material. There is.

【0005】また、導電性支持体201の外側に熱可塑
性エラストマーを押出成形或いは射出成形することによ
り半導電性弾性層202を形成した場合においては、導
電性支持体201の材料である金属と半導電性弾性層2
02の材料である熱可塑性エラストマーとの熱伝導率に
大きな差があるため、半導電性弾性層202の内側と外
周側とで成形時における熱履歴に差が生じ、半導電性弾
性層202の最も重要な特性である半導電性(106
109 Ω・cm)が得られ難いという問題があった。ま
た、射出成形に使用する金型の構造によって大きく影響
を受けることもわかった。つまり、導電性支持体201
の材料である金属と半導電性弾性層202の材料である
熱可塑性エラストマーとの間の熱伝導率の大きな差が、
半導電性弾性層202の半導電性に非常に悪影響を与
え、個々の帯電ローラ内及び帯電ローラ間において抵抗
にばらつきが生じる原因となる。このような帯電ローラ
の抵抗のばらつきは、生産性を向上すべく大型の金型を
使用して帯電ローラを複数同時成形した場合に顕著とな
る。その結果、個々の帯電ローラ内及び帯電ローラ間の
帯電特性にばらつきが生じ、帯電処理後の感光体表面に
電位むらが生じて画像むらを引き起こすことになる。そ
こで、半導電性弾性層202に使用する熱可塑性エラス
トマーを成形の際に予備乾燥する等の対応も試みたがさ
ほど効果は得られなかった。また、導電性支持体201
と半導電性弾性層202との熱膨張率(収縮率)の差に
より、成形後の温度低下による両者の収縮量に差が生
じ、導電性支持体201と半導電性弾性層202との密
着性が低下し易いため、導電性支持体201と半導電性
弾性層202との間へのエアー巻き込みが発生し易いと
いう不具合もあった。本発明の解決すべき課題は、半導
電性弾性層に熱可塑性エラストマーを使用して低コスト
化を図るとともに、帯電特性の安定した帯電ローラを提
供することにある。
Further, when the semiconductive elastic layer 202 is formed by extrusion or injection molding of a thermoplastic elastomer on the outside of the conductive support 201, the metal which is the material of the conductive support 201 and the semiconductive elastic layer 202 are formed. Conductive elastic layer 2
02, there is a large difference in thermal conductivity with the thermoplastic elastomer, which is the material of No. 02, so that a difference occurs in the thermal history at the time of molding between the inside and the outside of the semiconductive elastic layer 202, The most important property, semiconductivity (10 6 to
(10 9 Ω · cm). It was also found that the structure was greatly affected by the structure of the mold used for injection molding. That is, the conductive support 201
Large difference in thermal conductivity between the metal of the material and the thermoplastic elastomer of the material of the semiconductive elastic layer 202,
This has a very bad effect on the semiconductivity of the semiconductive elastic layer 202, and causes a variation in resistance within each charging roller and between charging rollers. Such a variation in the resistance of the charging roller becomes remarkable when a plurality of charging rollers are simultaneously formed using a large-sized mold in order to improve productivity. As a result, variations occur in the charging characteristics within each charging roller and between the charging rollers, causing uneven potential on the surface of the photoconductor after the charging process, thereby causing image unevenness. Accordingly, attempts have been made to take measures such as pre-drying the thermoplastic elastomer used for the semiconductive elastic layer 202 at the time of molding, but no significant effect was obtained. Also, the conductive support 201
The difference in the thermal expansion coefficient (shrinkage rate) between the conductive support 201 and the semiconductive elastic layer 202 causes a difference in the amount of shrinkage of the conductive support 201 and the semiconductive elastic layer 202 due to a decrease in temperature after molding. This has the disadvantage that the air is easily entrapped between the conductive support 201 and the semiconductive elastic layer 202 because the property tends to decrease. The problem to be solved by the present invention is to provide a charging roller having a stable charging characteristic while reducing costs by using a thermoplastic elastomer for the semiconductive elastic layer.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、導電性支持体の周囲に半
導電性弾性層を設けてなる帯電ロ−ラにおいて、前記半
導電性弾性層は熱可塑性エラストマーからなり、前記導
電性支持体は樹脂からなることを特徴としている。ま
た、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の帯電ロ
−ラにおいて、前記熱可塑性エラストマー材料の体積固
有抵抗は106 〜109 Ωcmであり、前記樹脂材料の
体積固有抵抗は10Ωcm以下であることを特徴として
いる。また、請求項3に記載の発明は、請求項1または
2に記載の帯電ロ−ラにおいて、前記導電性支持体及び
前記半導電性弾性層は、前記熱可塑性エラストマー材料
及び前記樹脂材料を2色成形の方法で同時に射出成形し
て得られたものであること特徴としている。また、請求
項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の
帯電ロ−ラにおいて、前記半導電性弾性層の外周面に離
型層を設けたことを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a charging roller comprising a semiconductive elastic layer provided around a conductive support. The conductive elastic layer is made of a thermoplastic elastomer, and the conductive support is made of a resin. According to a second aspect of the present invention, in the charging roller according to the first aspect, the thermoplastic elastomer material has a volume resistivity of 10 6 to 10 9 Ωcm, and the resin material has a volume resistivity of 10 6 to 10 9 Ωcm. It is characterized by being 10 Ωcm or less. According to a third aspect of the present invention, in the charging roller according to the first or second aspect, the conductive support and the semiconductive elastic layer are made of a thermoplastic elastomer material and a resin material. It is characterized by being obtained by injection molding simultaneously with a color molding method. According to a fourth aspect of the present invention, in the charging roller according to any one of the first to third aspects, a release layer is provided on an outer peripheral surface of the semiconductive elastic layer.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て説明する。図1は本発明に係る帯電ローラの実施の形
態の一例を示す断面図である。この帯電ローラ1は、円
柱形状の樹脂製の導電性支持体2の周囲に、熱可塑性エ
ラストマーからなる均一の厚さの半導電性弾性層3を設
け、その半導電性弾性層3の周囲に離型層4を設けてな
る。導電性支持体2に使用する樹脂としては、ポリアミ
ド(PA)、ポリカーボネート(PC)、アクリロニト
リル−ブタジエンスチレン(ABS)樹脂など種々のも
のをあげることができる。導電性支持体2と接触する他
の部材に対して摺動性が要求される場合はPA等の結晶
性樹脂を選択すればよい。また、真直性が要求される場
合はPC等の非晶性樹脂を選択すればよい。導電性支持
体2に樹脂を使用したことにより、その形状にもよる
が、軸径が大きい場合には樹脂中にガスを注入するガス
成形法により成形することができる。また、形状変更に
自由度がある場合は、肉抜き形状とすることも可能とな
る。また、導電性支持体2に使用される樹脂は導電性が
高い(抵抗が低い)ことが要求され、その体積固有抵抗
が10Ω・cm以下であることが望ましい。導電性支持
体2の体積固有抵抗が10Ω・cmを越えると半導電性
弾性層3への給電が不安定となり、帯電不足が発生しや
すい状態となる。PA、PC、ABS等の樹脂を導電化
するにはこれらにカーボン等を添加することが有効であ
る。半導電性弾性層3に使用されるエラストマーとして
は、オレフィン系、スチレン系、或いはこれらの複合系
のものが適している。また、使用するエラストマーの体
積固有抵抗は106 〜109 Ωcmであることが望まし
い。109 Ωcmより抵抗が高いと、帯電量が不足して
十分な高い電位が得られなくなり画像不良が発生する。
また、逆に106 Ωcmよりも抵抗が低い場合と、感光
体表面に存在するピンホール等の欠陥部に集中的に集中
的に帯電電流が流れることになり、その影響により画像
に白抜け(正現像)、黒抜け(反転現像)が生じやす
い。
Next, an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a sectional view showing an example of an embodiment of the charging roller according to the present invention. This charging roller 1 is provided with a semi-conductive elastic layer 3 of a uniform thickness made of a thermoplastic elastomer around a cylindrical resin-made conductive support 2, and around the semi-conductive elastic layer 3. A release layer 4 is provided. Various resins such as polyamide (PA), polycarbonate (PC), and acrylonitrile-butadiene styrene (ABS) resin can be used as the resin used for the conductive support 2. When slidability is required for other members that come into contact with the conductive support 2, a crystalline resin such as PA may be selected. When straightness is required, an amorphous resin such as PC may be selected. When a resin is used for the conductive support 2, it can be molded by a gas molding method in which a gas is injected into the resin when the shaft diameter is large, though it depends on its shape. Further, when there is a degree of freedom in shape change, it is also possible to form a lightened shape. Further, the resin used for the conductive support 2 is required to have high conductivity (low resistance), and it is desirable that its volume specific resistance is 10 Ω · cm or less. When the volume specific resistance of the conductive support 2 exceeds 10 Ω · cm, the power supply to the semiconductive elastic layer 3 becomes unstable, and a state in which insufficient charging easily occurs. In order to make resins such as PA, PC, and ABS conductive, it is effective to add carbon or the like to them. As the elastomer used for the semiconductive elastic layer 3, an olefin type, a styrene type, or a composite type thereof is suitable. Further, the volume resistivity of the elastomer used is desirably 10 6 to 10 9 Ωcm. If the resistance is higher than 10 9 Ωcm, the charge amount is insufficient, so that a sufficiently high potential cannot be obtained and an image defect occurs.
On the other hand, when the resistance is lower than 10 6 Ωcm, the charging current flows intensively and intensively at a defective portion such as a pinhole on the surface of the photoreceptor. (Normal development) and black spots (reversal development) are likely to occur.

【0008】上記導電性支持体2及び半導電性弾性層3
は、半導電性弾性層3となる熱可塑性エラストマー材料
及び導電性支持体2となる樹脂材料を二重押出しの方法
で同時に押し出して成形したり、2色成形の方法で射出
成形することにより形成することができる。ただし、2
材料の融点差の影響等を考慮すると、二重押出しよりも
2色成形の方が望ましい。すなわち、最初に導電性支持
体2を成形し、次に半導電性弾性層3を成形することが
望ましい。その理由は、半導電性材料は、成形時の加
熱、冷却の過程で熱分布に若干のムラがあっても抵抗ム
ラが発生するが、導電性支持体2を先に成形し、その外
側に半導電性材料を射出成形することで熱履歴を残さな
いようにできるためである。上記のようにして得た半導
電性弾性層3の表面はそのままでは粘着性を有している
が、半導電性弾性層3の周囲に離型層4が形成されてい
るので、帯電ローラ1表面へのトナーの付着を防止でき
る。離型層4の材料としては、109 〜1012Ωcmの
トナーに対する離型性が良好であるものが好ましい。ま
た、離型層4の材料として熱可塑性樹脂を選択できれ
ば、導電性支持体2及び半導電性弾性層3とともに離型
層4を同時成形することも可能となる。なお、上記の実
施の形態では導電性支持体2全体を樹脂で形成する場合
を例示したが、半導電性弾性層3との熱収縮率差による
不具合が生じなければ、導電性支持体2の一部、例えば
中心部に金属を使用することもできる。
The conductive support 2 and the semiconductive elastic layer 3
Is formed by simultaneously extruding and molding a thermoplastic elastomer material to be the semiconductive elastic layer 3 and a resin material to be the conductive support 2 by a double extrusion method, or by injection molding by a two-color molding method. can do. However, 2
In consideration of the influence of the melting point difference of the materials, two-color molding is more preferable than double extrusion. That is, it is desirable to first form the conductive support 2 and then form the semiconductive elastic layer 3. The reason is that the semiconductive material generates resistance unevenness even if there is a slight unevenness in the heat distribution in the process of heating and cooling at the time of molding, but the conductive support 2 is formed first, and This is because a heat history can be prevented from being left by injection molding a semiconductive material. The surface of the semiconductive elastic layer 3 obtained as described above has tackiness as it is, but since the release layer 4 is formed around the semiconductive elastic layer 3, the charging roller 1 Adhesion of toner to the surface can be prevented. The material of the release layer 4 is preferably a material having good releasability for a toner of 10 9 to 10 12 Ωcm. In addition, if a thermoplastic resin can be selected as a material of the release layer 4, the release layer 4 can be simultaneously formed with the conductive support 2 and the semiconductive elastic layer 3. In the above-described embodiment, the case where the entire conductive support 2 is formed of a resin has been described as an example. However, if no problem occurs due to the difference in heat shrinkage from the semiconductive elastic layer 3, the conductive support 2 may be formed. Some, for example, metal can also be used in the center.

【0009】[0009]

【実施例】下記の表1に本発明の実施例及び比較例を示
す。
EXAMPLES Table 1 below shows Examples and Comparative Examples of the present invention.

【0010】[0010]

【表1】表1には、導電性支持体に体積固有抵抗が1Ω
・cmのSUS303を使用し、且つ半導電性弾性層に
オレフィン系エラストマーにカーボンを添加して体積固
有抵抗を107 Ωcmとした材料を用いた場合(比較例
1、従来例)、導電性支持体としてポリカーボネートに
カーボンを添加して体積固有抵抗を2Ω・cmとした樹
脂材料を使用し、且つ半導電性弾性層としてオレフィン
系エラストマーにカーボンを添加して体積固有抵抗を1
7 Ω・cmとした材料を用いた場合(実施例1)、導
電性支持体としてポリカーボネートにカーボンを添加し
て体積固有抵抗を2Ω・cmとした樹脂材料を使用し、
且つ半導電性弾性層としてスチレン系エラストマーにカ
ーボンを添加して体積固有抵抗を108 Ω・cmとした
材料を用いた場合(実施例2)、導電性支持体としてポ
リカーボネートにカーボンを添加して体積固有抵抗を1
1Ω・cmとした樹脂材料を使用し、且つ半導電性弾性
層としてスチレン系エラストマーにカーボンを添加して
体積固有抵抗を108Ω・cmとした材料を用いた場合
(比較例2)、導電性支持体としてポリカーボネートに
カーボンを添加して体積固有抵抗を2Ω・cmとした樹
脂材料を使用し、且つ半導電性弾性層としてスチレン系
エラストマーにカーボンを添加して体積固有抵抗を3×
109 Ω・cmとした材料を用いた場合(比較例3)、
及び導電性支持体としてポリカーボネートにカーボンを
添加して体積固有抵抗を2Ω・cmとした樹脂材料を使
用し、且つ半導電性弾性層としてスチレン系エラストマ
ーにカーボンを添加して体積固有抵抗を8×105 Ω・
cmとした材料を用いた場合(比較例4)についての評
価結果が示されている。
Table 1 shows that the conductive support has a volume resistivity of 1Ω.
In the case of using SUS303 of cm and using a material having a volume resistivity of 10 7 Ωcm by adding carbon to an olefin elastomer for the semiconductive elastic layer (Comparative Example 1, Conventional Example), conductive support A resin material having a volume resistivity of 2 Ω · cm by adding carbon to polycarbonate is used as a body, and a volume resistivity of 1 is obtained by adding carbon to an olefinic elastomer as a semiconductive elastic layer.
In the case of using a material having a resistivity of 0 7 Ω · cm (Example 1), a resin material having a volume resistivity of 2 Ω · cm by adding carbon to polycarbonate was used as a conductive support,
When a material having a volume resistivity of 10 8 Ω · cm by adding carbon to a styrene-based elastomer is used as the semiconductive elastic layer (Example 2), carbon is added to polycarbonate as a conductive support. Volume resistivity is 1
When a resin material having a resistivity of 1 Ω · cm was used, and a material having a volume resistivity of 10 8 Ω · cm by adding carbon to a styrene-based elastomer as a semiconductive elastic layer (Comparative Example 2), A resin material having a volume resistivity of 2 Ω · cm by adding carbon to polycarbonate as a conductive support, and a volume resistivity of 3 × by adding carbon to a styrene elastomer as a semiconductive elastic layer.
In the case of using a material with 10 9 Ω · cm (Comparative Example 3),
And a resin material having a volume resistivity of 2 Ω · cm by adding carbon to polycarbonate as a conductive support, and a volume resistivity of 8 × by adding carbon to a styrene elastomer as a semiconductive elastic layer. 10 5 Ω
The results of evaluation in the case of using a material having a cm (Comparative Example 4) are shown.

【0011】上記評価結果から以下のことがわかる。比
較例1と実施例1及び2とを対比すると、比較例1より
も実施例1及び2の方が導電性支持体の体積固有抵抗の
値が大きいにもかかわらず、比較例1よりも実施例1及
び2の方が良い評価結果が得られている。具体的には、
比較例1においてロット間のローラの体積固有抵抗のば
らつきが1オーダー(所定数(例えば100本)のロー
ラの体積固有抵抗を測定した結果、測定値の範囲が10
1 Ω・cm程度であったことを意味する。)あったのが
実施例1及び2では0.2オーダーに低減し、半導電性
弾性層と導電性支持体間のエアー巻き込みについても、
比較例1では20%程度発生していたのが実施例1及び
2では全く発生しなかった。これは、比較例1で導電性
支持体に使用したSUS303よりも、実施例1及び2
で導電性支持体に使用した樹脂材料の方が半導電性弾性
層をなすエラストマーとの間の熱伝導率差が小さいため
半導電性弾性層の特性が改善され、また、導電性支持体
と半導電性弾性層との間の熱膨張率(収縮率)の差も小
さいため、導電性支持体と半導電性弾性層との密着性が
向上したことによるものである。
The following can be understood from the above evaluation results. When the comparative example 1 is compared with the examples 1 and 2, the examples 1 and 2 have a larger volume resistivity of the conductive support than the comparative example 1 but have a larger volume resistivity than the comparative example 1. In Examples 1 and 2, better evaluation results were obtained. In particular,
In Comparative Example 1, the variation in the volume resistivity of the rollers between lots was one order (measured volume resistivity of a predetermined number (for example, 100) of rollers).
It means that it was about 1 Ω · cm. However, in Examples 1 and 2, it was reduced to the order of 0.2, and air entrainment between the semiconductive elastic layer and the conductive support was also
In Comparative Example 1, about 20% occurred, but in Examples 1 and 2, no occurrence occurred. This is better than Examples 1 and 2 than SUS303 used for the conductive support in Comparative Example 1.
The resin material used for the conductive support has a smaller thermal conductivity difference with the elastomer forming the semiconductive elastic layer, so that the characteristics of the semiconductive elastic layer are improved. This is because the difference in the coefficient of thermal expansion (shrinkage) between the semiconductive elastic layer and the semiconductive elastic layer is small, and the adhesion between the conductive support and the semiconductive elastic layer is improved.

【0012】また、比較例2では、導電性支持体として
ポリカーボネートに樹脂材料を使用し、半導電性弾性層
にスチレン系エラストマーを使用しているにも関わら
ず、導電性支持体の体積固有抵抗の値が大き過ぎたた
め、画像を形成することができなかった。また、比較例
3及び4では、導電性支持体としてポリカーボネートに
樹脂材料を使用し、半導電性弾性層にスチレン系エラス
トマーを使用しているにも関わらず、半導電性弾性層に
スチレン系エラストマーを使用しているにも関わらず、
半導電性弾性層の体積固有抵抗の値が大き過ぎたため、
画像を形成することができなかった。なお、実施例1で
は、半導電性弾性層成形時のシリンダ温度を220℃と
し、水冷金型を使用し、冷却時間は40秒とした。ま
た、実施例2では、半導電性弾性層成形時のシリンダ温
度を200℃とし、40℃程度に保った金型を使用し、
冷却時間は50秒とした。
In Comparative Example 2, the volume specific resistance of the conductive support was increased despite the use of a resin material for the polycarbonate as the conductive support and the use of a styrene elastomer for the semiconductive elastic layer. Was too large to form an image. Further, in Comparative Examples 3 and 4, although the resin material was used for the polycarbonate as the conductive support and the styrene elastomer was used for the semiconductive elastic layer, the styrene elastomer was used for the semiconductive elastic layer. Despite using,
Because the value of the volume resistivity of the semiconductive elastic layer was too large,
An image could not be formed. In Example 1, the cylinder temperature during the formation of the semiconductive elastic layer was 220 ° C., a water-cooled mold was used, and the cooling time was 40 seconds. Further, in Example 2, the cylinder temperature at the time of forming the semiconductive elastic layer was set to 200 ° C., and a mold maintained at about 40 ° C. was used.
The cooling time was 50 seconds.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば以
下のような優れた効果を発揮できる。請求項1に記載の
発明によれば、成形時の加熱、冷却による熱履歴の影響
を受けにくい半導電性弾性層を得ることができ、均一な
半導電性が得られ、電位ムラによる画像ムラ、不良がな
くなる。また、導電性支持体と半導電性弾性層間へのエ
アー混入も防止可能となる。さらに射出成形金型製作工
程の簡略化、及び再加工が可能であることによりコスト
低減するとともに品質の安定化が図られる。また、部品
を回収し再生することができるため廃棄物を低減し環境
保護に寄与することができる。請求項2に記載の発明に
よれば、熱可塑性エラストマー材料の体積固有抵抗を1
6 〜109 Ωcm、前記樹脂材料の体積固有抵抗を1
0Ω・cm以下としたことにより、帯電電位不足を防止
するとともに、感光体のピンホールに対するリークの発
生を抑えて高品質の画像が得られる。請求項3に記載の
発明によれば、2色成形により導電性性支持体及び半導
電性弾性層の同時成形が可能となり、コスト低減のみな
らず、熱履歴の安定した帯電ローラが得られ、画像品質
も安定する。請求項4に記載の発明によれば、半導電性
弾性層の外側に離型層をさらに設けることで、半導電性
弾性層から感光体への移行物防止し、半導電性弾性層と
トナーとの離型性を向上でき帯電ローラの耐久性が向上
する。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be exhibited. According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain a semiconductive elastic layer that is hardly affected by heat history due to heating and cooling during molding, to obtain uniform semiconductivity, and to obtain image unevenness due to potential unevenness. , No defects. In addition, it is possible to prevent air from entering between the conductive support and the semiconductive elastic layer. Furthermore, the simplification of the injection molding die manufacturing process and the possibility of rework enable reduction in cost and stabilization of quality. In addition, since parts can be collected and recycled, waste can be reduced and the environment can be protected. According to the invention described in claim 2, the volume resistivity of the thermoplastic elastomer material is set to 1
0 6 to 10 9 Ωcm, and the volume resistivity of the resin material is 1
By setting the resistance to 0 Ω · cm or less, insufficient charging potential can be prevented, and the occurrence of leakage to the pinhole of the photoconductor can be suppressed, and a high-quality image can be obtained. According to the third aspect of the present invention, it is possible to simultaneously form the conductive support and the semiconductive elastic layer by the two-color molding, and it is possible to obtain not only a cost reduction but also a charging roller having a stable thermal history. Image quality is also stable. According to the fourth aspect of the present invention, a release layer is further provided outside the semiconductive elastic layer to prevent migration from the semiconductive elastic layer to the photoreceptor. And the durability of the charging roller can be improved.

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

【図1】本発明に係る帯電ローラの実施の形態の一例を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an example of an embodiment of a charging roller according to the present invention.

【図2】帯電ローラを備えた画像形成装置の主要部の構
成を模式的に示した図である。
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a configuration of a main part of an image forming apparatus including a charging roller.

【図3】従来の帯電ローラの一例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional charging roller.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 帯電ローラ、2 導電性支持体、3 半導電性弾性
層、4 離型層
1 charging roller, 2 conductive support, 3 semiconductive elastic layer, 4 release layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性支持体の周囲に半導電性弾性層を
設けてなる帯電ロ−ラにおいて、前記半導電性弾性層は
熱可塑性エラストマーからなり、前記導電性支持体は樹
脂からなることを特徴とする帯電ロ−ラ。
1. A charging roller in which a semiconductive elastic layer is provided around a conductive support, wherein the semiconductive elastic layer is made of a thermoplastic elastomer, and the conductive support is made of a resin. A charging roller characterized by the following.
【請求項2】 前記熱可塑性エラストマー材料の体積固
有抵抗は106 〜109 Ω・cmであり、前記樹脂材料
の体積固有抵抗は10Ω・cm以下であることを特徴と
する請求項1に記載の帯電ロ−ラ。
2. The volume resistivity of the thermoplastic elastomer material is 10 6 Ω · cm to 10 9 Ω · cm, and the volume resistivity of the resin material is 10 Ω · cm or less. Charging roller.
【請求項3】 前記導電性支持体及び前記半導電性弾性
層は、前記熱可塑性エラストマー材料及び前記樹脂材料
を2色成形の方法で射出成形して得られたものであるこ
と特徴とする請求項1または2に記載の帯電ロ−ラ。
3. The conductive support and the semiconductive elastic layer are obtained by injection molding the thermoplastic elastomer material and the resin material by a two-color molding method. Item 3. The charging roller according to Item 1 or 2.
【請求項4】 前記半導電性弾性層の外周面に離型層を
設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の帯電ロ−ラ。
4. The charging roller according to claim 1, wherein a release layer is provided on an outer peripheral surface of said semiconductive elastic layer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019101213A (en) * 2017-12-01 2019-06-24 信越ポリマー株式会社 Conductive sponge roller and image forming apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019101213A (en) * 2017-12-01 2019-06-24 信越ポリマー株式会社 Conductive sponge roller and image forming apparatus

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