JP4613641B2 - Charging roll manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、複写機,プリンター等の電子写真機器類に用いられる帯電ロールの製法に関するものである。 The present invention relates to a copying machine, the charging roll to be used in electrophotographic apparatuses such as a printer process.
一般に、電子写真装置における複写は、感光ドラムの表面に原稿像を静電潜像として形成し、この静電潜像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上に転写定着することにより行なわれている。この場合において、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ったことが行われる。そして、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、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採用されている。 In general, copying in an electrophotographic apparatus forms a document image as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum, forms a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image, and transfers the toner image onto a copy sheet. This is done by fixing. In this case, in order to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum, the surface of the photosensitive drum is charged in advance, and a document image is projected onto the charged portion via the optical system, and is exposed to light. For example, an electrostatic latent image is formed by canceling the charging of the portion. As a method for charging the surface of the photosensitive drum prior to the formation of the electrostatic latent image, a roll charging method for charging the surface of the photosensitive drum by directly contacting the charging roll with the surface of the photosensitive drum is employed.
ところが、最近、複写の高速化に伴い、帯電ロールや感光ドラムが振動し、帯電ロールと感光ドラムとの接触部付近で発生する帯電音が大きくなるという問題が生じている。また、電子写真装置の高耐久化に伴い、長期にわたって使用すると、帯電ロールの外周面にトナーが付着するだけでなく、それがむらになり、帯電に悪影響を及ぼすという問題が生じている。 However, with the recent increase in speed of copying, there has been a problem that the charging roll and the photosensitive drum are vibrated, and the charging noise generated near the contact portion between the charging roll and the photosensitive drum is increased. Further, along with the improvement in durability of electrophotographic apparatuses, there is a problem that, when used for a long period of time, not only the toner adheres to the outer peripheral surface of the charging roll but also becomes uneven and adversely affects charging.
上記帯電音を抑制する対策として、帯電ロールの導電層を低硬度化することにより、上記帯電ロール等の振動を吸収する対策がとられている。また、上記トナー付着の対策として、帯電ロールの外周面を粗面化し、トナーの付着を均一化させる対策がとられている。この粗面化の方法としては、様々であるが、例えば、帯電ロールではなく、現像ロールに関して、コート層内にウレタン樹脂等の硬質粒子(砂質粒子)を分散させることにより、コート層の外周面を粗面化する方法が提案されている(特許文献1参照)。
しかしながら、帯電ロールの導電層を低硬度化して帯電音の抑制を図ると、感光ドラムとの接触部が大きく変形し、それが連続的に繰り返されるため、帯電ロールの寿命が短くなるという難点がある。また、上記特許文献1の現像ロールを帯電ロールに応用すると、硬質粒子により、表面硬度が高くなり、帯電音が大きくなる。
However, if the conductive layer of the charging roll is reduced in hardness to suppress charging noise, the contact portion with the photosensitive drum is greatly deformed, and this is repeated continuously, so that the life of the charging roll is shortened. is there. Moreover, when the developing roll of the above-mentioned
しかも、硬質粒子を分散させて形成された粗面では、硬質粒子の凝集による表面粗さの経時的変化が起こり、長期にわたって均一な表面粗さを維持することが困難になっている。このため、硬質粒子により外周面を粗面化した帯電ロールを長期にわたって使用すると、その外周面の粗面化にもかかわらず、帯電ロールの外周面にトナーがむらになって付着するおそれがある。 Moreover, on the rough surface formed by dispersing hard particles, the surface roughness changes with time due to aggregation of the hard particles, making it difficult to maintain a uniform surface roughness over a long period of time. For this reason, when a charging roll whose outer peripheral surface is roughened with hard particles is used for a long period of time, the toner may become uneven and adhere to the outer peripheral surface of the charging roll despite the roughening of the outer peripheral surface. .
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、帯電音の大きさを抑制することができるとともに、トナー付着も抑制することができ、長寿命な帯電ロールの製法の提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, it is possible to suppress the size of the charging noise, toner adhesion can also be suppressed, the sole purpose of providing long life charge roll production method And
上記の目的を達成するため、本発明は、軸体の外周面に弾性層を形成した後、この弾性層の外周に直接または他の層を介して円筒状の最外層を形成し、その最外層の外周面に、その凹面形状が略球面の一部からなる曲面状になっている複数の凹部を、相互に開口縁部が重なり合わない状態で軸方向に形成して凹部列を形成し、この凹部列を、周方向に全周にわたって所定の間隔で複数列分布させて粗面を形成し、各凹部列における凹部の開口径を50〜150μmの範囲、各凹部の深さを1.5〜20μmの範囲、隣り合う凹部と凹部との間の開口縁間距離を0〜20μmの範囲に設定する帯電ロールの製法であって、上記最外層の外周面における凹部の形成が、上記最外層の外周面に、レーザ光を点状に収束させて照射し、その点状照射部分を上記凹部に形成する帯電ロールの製法を第1の要旨とし、上記帯電ロールの製法であって、上記最外層の外周面における凹部の形成が、上記弾性層の外周面に、電鋳法により作製された転写用型を用いて転写凹部を形成し、その後、その弾性層の外周に直接または他の層を介して円筒状の最外層を形成し、上記弾性層の外周面に形成された上記転写凹部の影響により、上記最外層の外周面に上記凹部を現す帯電ロールの製法を第2の要旨とし、上記帯電ロールの製法であって、上記最外層の外周面における凹部の形成が、上記凹部に対応する凸部が形成された転写板を熱した状態で、その転写板に上記最外層を押し当てて転がし、上記転写板の凸部を上記最外層の外周面に転写させて上記凹部を形成する帯電ロールの製法を第3の要旨とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention , after an elastic layer is formed on the outer peripheral surface of the shaft body, a cylindrical outermost layer is formed on the outer periphery of the elastic layer directly or via another layer. On the outer peripheral surface of the outer layer, a plurality of concave portions whose concave shape is a curved surface formed of a part of a substantially spherical surface is formed in the axial direction so that the opening edges do not overlap with each other to form a concave row. The recess rows are distributed in a plurality of rows at predetermined intervals in the circumferential direction to form a rough surface, the opening diameter of the recesses in each recess row is in the range of 50 to 150 μm, and the depth of each recess is 1. range of 5 to 20 [mu] m, a strip conductive roll production method of the opening edge distance to set the range of 0~20μm between the recess adjacent the recess, forming a recess in the outer peripheral surface of the outermost layer, The outer peripheral surface of the outermost layer is irradiated with a laser beam converged in a dot shape, and the spot irradiation portion The method of the charging roller to be formed in the concave portion as a first aspect, a method of the charging roller making, formation of recesses in the outer peripheral surface of the outermost layer, the outer peripheral surface of the elastic layer by electroforming The transfer recess is formed using the transferred transfer mold, and then the cylindrical outermost layer is formed directly or through another layer on the outer periphery of the elastic layer, and the outer surface of the elastic layer is formed on the outer surface. Due to the influence of the transfer recess, the second aspect is a method of manufacturing a charging roll that exposes the recess on the outer peripheral surface of the outermost layer, and the method of manufacturing the charging roll includes forming the recess on the outer peripheral surface of the outermost layer. While the transfer plate on which the convex portion corresponding to the concave portion is formed is heated, the outermost layer is pressed against the transfer plate and rolled, and the convex portion of the transfer plate is transferred to the outer peripheral surface of the outermost layer to form the concave portion. to a third aspect of the method of the charging roller to form a .
すなわち、本発明の帯電ロールの製法によって得られた帯電ロールは、円筒状の最外層の外周面に、複数の凹部を、相互に開口縁部が重なり合わない状態で軸方向に形成して凹部列が存在し、この凹部列を、周方向に全周にわたって所定の間隔で複数列分布させて粗面を形成している。そのため、感光ドラムに対しては、その圧接状態が、凹部列における凹部と凹部との間の部分のいわば面で行われ、硬質粒子のような点接触にならない。したがって、圧接圧力が緩和され(硬質粒子の分散による粗面では、その粗面を形成する複数の凸部の頂部の高さがばらつき、高い頂部のところが上記感光ドラムと点接触し、圧接圧力が部分的に高くなる)、帯電音を抑制することができる。しかも、凹部と凹部との間の部分は、感光ドラムに対する圧接時に、凹部の内側方向に変形し圧接圧力を低くする。これにより、帯電音の抑制効果が一層向上する。また、導電層を従来のように低硬度化しなくても帯電音の抑制効果が得られるようになる。さらに、上記帯電ロールでは、上記のように、外周面の粗面形成を、凹部列を分布させることにより行っており、硬質粒子を用いていない。これにより、硬質粒子の凝集が起こらなくなるため、表面粗さの経時的変化が起こらず、長期にわたって表面粗さを一定に維持することができる。また、上記凹部列の形成は、その凹部列の列間距離や凹部列における凹部の分布密度や凹部の大きさ等の制御が比較的簡単にできるため、帯電ロールの外周面における表面粗さを比較的簡単に制御することができる。さらに、耐久試験の際に、余剰のトナーが上記凹部内に貯められた状態になることから、凹部が形成されていない外周面部分へのトナー付着を抑制することができることとなり、その結果、長期にわたって適正な帯電を維持することができるようになることが証される。 That is, the charging roll obtained by the manufacturing method of the charging roll according to the present invention has a plurality of recesses formed on the outer peripheral surface of the cylindrical outermost layer in the axial direction so that the opening edges do not overlap each other. There are rows, and the concave rows are distributed in a plurality of rows at predetermined intervals over the entire circumference in the circumferential direction to form a rough surface. Therefore, the pressure contact state with respect to the photosensitive drum is performed at the so-called surface of the portion between the recesses in the recess row, and does not make point contact like hard particles. Accordingly, the pressure of pressure contact is relaxed (in the case of a rough surface due to the dispersion of hard particles, the heights of the tops of the plurality of convex portions forming the rough surface vary, and the high tops make point contact with the photosensitive drum. (Partially increased), charging noise can be suppressed. In addition, the portion between the concave portion and the concave portion is deformed in the inner direction of the concave portion during the press contact with the photosensitive drum, thereby reducing the press contact pressure. As a result, the effect of suppressing charging noise is further improved. Further, the effect of suppressing charging noise can be obtained without reducing the hardness of the conductive layer as in the prior art. Furthermore, in the above charging roller, as described above, the rough surface forming the outer peripheral surface, and carried out by distributing the concave portion rows, not using hard particles. Thereby, since aggregation of hard particles does not occur, the surface roughness does not change with time, and the surface roughness can be maintained constant over a long period of time. In addition, the formation of the recess rows can relatively easily control the distance between the rows of the recess rows, the distribution density of the recesses in the recess rows, the size of the recesses, etc. It can be controlled relatively easily. In addition, during the durability test, excess toner is stored in the recesses, so that toner adhesion to the outer peripheral surface portion where no recesses are formed can be suppressed. It is proved that proper charging can be maintained over the entire range.
以上のように、本発明の帯電ロールの製法によって得られた帯電ロールは、円筒状の最外層の外周面に、複数の凹部を、相互に開口縁部が重なり合わない状態で軸方向に形成して凹部列が存在し、この凹部列を、周方向に全周にわたって所定の間隔で複数列分布させて粗面を形成している。そのため、感光ドラムに対しては、その圧接状態が、凹部列における凹部と凹部との間の部分のいわば面で行われ、硬質粒子のような点接触にならない。したがって、圧接圧力が緩和され、帯電音を抑制することができる。しかも、凹部と凹部との間の部分は、感光ドラムに対する圧接時に、凹部の内側方向に変形し圧接圧力を低くする。これにより、帯電音の抑制効果が一層向上する。また、導電層を従来のように低硬度化しなくても帯電音の抑制効果が得られるようになる。さらに、長時間使用時には、余剰のトナーを上記凹部内に貯めることができ、凹部が形成されていない外周面部分へのトナー付着を抑制することができる。 As described above, the charging roll obtained by the manufacturing method of the charging roll according to the present invention has a plurality of recesses formed on the outer peripheral surface of the cylindrical outermost layer in the axial direction with the opening edges not overlapping each other. Then, there are recess rows, and a plurality of the recess rows are distributed over the entire circumference in the circumferential direction at a predetermined interval to form a rough surface. Therefore, the pressure contact state with respect to the photosensitive drum is performed at the so-called surface of the portion between the recesses in the recess row, and does not make point contact like hard particles. Therefore, the pressure contact pressure is relieved and charging noise can be suppressed. In addition, the portion between the concave portion and the concave portion is deformed in the inner direction of the concave portion during the press contact with the photosensitive drum, thereby reducing the press contact pressure. As a result, the effect of suppressing charging noise is further improved. Further, the effect of suppressing charging noise can be obtained without reducing the hardness of the conductive layer as in the prior art. Further, when used for a long time, surplus toner can be stored in the recess, and toner adhesion to an outer peripheral surface portion where no recess is formed can be suppressed.
また、上記帯電ロールでは、各凹部の開口径が50〜150μmの範囲、各凹部の深さが1.5〜20μmの範囲、隣り合う凹部と凹部との間の開口縁間距離が0〜20μmの範囲に設定されているため、帯電ロールとして好適な表面粗さに形成することができ、帯電音の抑制およびトナー付着の抑制をより効果的に行うことができる。 In the charging roll, the opening diameter of each recess is in the range of 50 to 150 μm, the depth of each recess is in the range of 1.5 to 20 μm, and the distance between the opening edges between adjacent recesses is 0 to 20 μm. Therefore, the surface can be formed to have a surface roughness suitable as a charging roll, and charging noise and toner adhesion can be more effectively suppressed.
なお、上記帯電ロールにおいて、凹部が周方向および軸方向に規則的に分布形成されている場合には、帯電ロールの表面粗さをより均一にすることができ、帯電音の抑制およびトナー付着の抑制がより制御し易くなる。 In the charging roll, when the concave portions are regularly distributed in the circumferential direction and the axial direction, the surface roughness of the charging roll can be made more uniform, and charging noise can be suppressed and toner adhesion can be prevented. Suppression becomes easier to control.
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。 Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a),(b)は、本発明の帯電ロールの製法によって得られた帯電ロールの一実施の形態を示している。この実施の形態の帯電ロールは、横断面(軸に直交する面)形状が真円状であって、円柱状の軸体1と、この軸体1の外周面に形成された円筒状の弾性層2と、この弾性層2の外周面に形成された円筒状の中間層3と、この中間層3の外周面に形成された円筒状の最外層4とから構成されている。上記最外層4の外周面には、複数の凹部(ディンプル)Aを、相互に開口縁部が重なり合わない状態で、軸方向に列状に形成して凹部列Lが存在し、この凹部列Lを周方向に全周にわたって所定の間隔で複数列分布させて粗面に形成されている。
FIGS. 1A and 1B show an embodiment of a charging roll obtained by the method for manufacturing a charging roll of the present invention. The charging roll of this embodiment has a round cross section (surface orthogonal to the axis) in a perfect circle shape, a
より詳しく説明すると、上記各凹部Aの形状は、図示するように、開口形状が略円形であり、凹面形状が略球面の一部からなる曲面状(例えば、半球面状)である。また、上記各凹部Aの大きさは、帯電ロールとして帯電音の抑制およびトナー付着の抑制をより効果的になる観点から、各凹部Aの開口径Dが50〜150μmの範囲、各凹部Aの深さFが1.5〜20μmの範囲、隣り合う凹部Aの開口縁間の距離Eが0〜20μmの範囲に設定されており、好ましくは、各凹部Aの開口径Dが50〜120μmの範囲、各凹部Aの深さFが3〜10μmの範囲、隣り合う凹部Aの開口縁間の距離Eが0〜5μmの範囲である。ここで、「各凹部Aの開口径D」は、帯電ロールの外周面を電子顕微鏡で見て、凹部Aの開口径Dを任意の10個所で測定し、それらの平均値で表される。また、「各凹部Aの深さF」は、帯電ロールを厚み方向に切断し、その断面を電子顕微鏡で見て、凹部Aの深さFを任意の10個所で測定し、それらの平均値で表される。さらに、「隣り合う凹部Aの開口縁間の距離E」は、帯電ロールの外周面を電子顕微鏡で見て、任意の10個所の開口縁間を測定し、それらの平均値で表される。 In more detail, the shape of each recess A is, FIG Shimesuru so is an opening shaped substantially circular, curved shape concave shape becomes a part of a substantially spherical surface (e.g., hemispherical) Ru der. In addition, the size of each of the recesses A is such that the opening diameter D of each recess A is in the range of 50 to 150 μm from the viewpoint of more effectively suppressing charging noise and toner adhesion as a charging roll. depth F of 1.5~20μm range, and the distance between the opening edge of the adjacent recess a E is set to a range of 0~20Myuemu, is good preferred, 50 to the opening diameter D of each recess a The range is 120 μm, the depth F of each recess A is 3 to 10 μm, and the distance E between the opening edges of adjacent recesses A is 0 to 5 μm. Here, the “opening diameter D of each recess A” is expressed by an average value obtained by measuring the outer diameter of the charging roll with an electron microscope and measuring the opening diameter D of the recess A at any 10 locations. The “depth F of each recess A” is obtained by cutting the charging roll in the thickness direction, viewing the cross section with an electron microscope, measuring the depth F of the recess A at any 10 locations, and calculating the average value thereof. It is represented by Further, the “distance E between the opening edges of the adjacent recesses A” is expressed as an average value obtained by measuring the outer peripheral surface of the charging roll with an electron microscope and measuring between any 10 opening edges.
また、帯電ロールの表面粗さを外周全面にわたって均一にする観点から、凹部列Lの分布形成は、等間隔で規則的になされていることが好ましい。また、隣り合う凹部Aの開口縁間の距離Eも全体が略同一になるようにすることが好ましい。例えば、凹部Aの形成ピッチを周方向で一定にしたり、軸方向で一定にしたりする。 In addition, from the viewpoint of making the surface roughness of the charging roll uniform over the entire outer periphery, it is preferable that the distribution of the recess rows L is regularly formed at equal intervals. Moreover, it is preferable that the distance E between the opening edges of adjacent recesses A is substantially the same. For example, the formation pitch of the recesses A is made constant in the circumferential direction or made constant in the axial direction.
このような帯電ロールの作製は、最外層4の外周面に対してレーザエッチングを行う方法,電鋳法により作製された転写用型を用いる方法,レーザ加工等により表面に凸部を形成した転写板を熱した状態で押し当てて凹部Aを形成する方法,フォトレジスト材料を用いて光を照射することにより凹部Aを形成する方法等があげられる。
Such a charging roll is manufactured by a method in which the outer peripheral surface of the
上記帯電ロールの製法の一例について、より詳しく説明する。まず、上記最外層4の外周面に対してレーザエッチングを行う方法は、つぎのようにして行われる。すなわち、まず、軸体1の外周面に、必要に応じて接着剤等を塗布し、この外周面に、上記弾性層2の形成材料および中間層3の形成材料を、押出機を用いて共押出成形する。そして、これを、成形用金型の中空部に同軸的に設置し、密封した後、同時架橋させることにより、軸体1の外周面に、弾性層2および中間層3をこの順で積層形成する。このとき用いる上記成形用金型としては、その型面(内周面)が研磨等により鏡面〔十点平均粗さ(Rz)が2μm以下〕になっていることが好ましい。これにより、上記中間層3の外周面が鏡面に形成される。そして、脱型後、ロールコーティング法,スプレーコーティング法,ディッピング法等により、中間層3の外周面に、上記最外層4の形成材料を塗布した後、乾燥(硬化)させ、上記最外層4を形成する。この最外層4の外周面は、上記中間層3の外周面が鏡面に形成されることにより、平滑面に形成される。このようにして、ロール体を得る。
An example of the method for producing the charging roll will be described in more detail. First, a method of performing laser etching on the outer peripheral surface of the
そして、最外層4の外周面の凹部Aを上記レーザエッチング等により形成する。レーザエッチングにより形成する場合は、レーザ光をレンズ系により微小な点状に収束し、最外層4の外周面にレーザ光密度の高い点状部分を形成することにより、微小な上記凹部Aを形成することができる。例えば、上記レンズ系を上記ロール体の軸方向に沿って直線状に複数個配置し、上記レーザ光が点状に収束した点状部分を、最外層4の外周面に、軸方向に沿って一端縁から他端縁まで直線状に複数点在させるようにすると、それら点在部分を一度に上記凹部Aに形成し、1列の凹部列Lを形成することができる。さらに、上記ロール体を断続的に軸周りに回転させ、その回転に同調させて断続的にレーザ光を照射すると、上記最外層4の外周面に複数の凹部列Lを所定間隔で分布形成することができる。この凹部Aの形成において、レンズ系を調節することにより、レーザ光が点状に収束した点状部分を一定ピッチになるようにし、さらに、ロール体の断続的回転を一定角度になるようにすると、凹部Aを周方向および軸方向に規則的に分布形成させることができる。また、形成される凹部Aの大きさは、レーザ光の出力,照射時間等を調節することにより、設定することができる。上記凹部Aを形成した後、必要に応じて、最外層4の外周面を研磨する。このようにして、上記帯電ロールを作製することができる。なお、上記レーザ光としては、通常、Nd−YAGレーザまたはエキシマレーザを用いる。また、上記凹部Aの形成は、1本のレーザ光をロール体の軸方向に走査させ、その走査の過程でレーザ光の照射を断続させるようにしてもよい。さらに、レーザエッチングの場合、白色系チタン粒子等を添加したレーザ反射層を、加工する層(最外層4)の下層に配し、レーザを反射させて、凹部Aを形成したい層にのみ、凹部Aを設けることも可能である。
And the recessed part A of the outer peripheral surface of the
また、上記凹部Aの形成において、凹部Aの分布密度は、レーザエッチングにおけるレンズ系の調節やロール体の断続回転の調節等により比較的簡単に制御することができる。また、凹部Aの大きさも、レーザ光の出力,照射時間等の調節により比較的簡単に制御することができる。このように、凹部Aの形成は比較的簡単に制御することができるため、帯電ロールの外周面における表面粗さの制御も比較的簡単にできる。そして、その表面粗さのばらつきを小さくすることが比較的簡単にでき、帯電音の抑制およびトナー付着の抑制を簡単にすることができる。特に、上記レンズ系の調節やロール体の断続回転の調節等により、凹部Aを周方向および軸方向に規則的に分布形成させることも比較的簡単にでき、この場合は、帯電ロールの表面粗さをより均一にすることができ、帯電音の抑制およびトナー付着の抑制がより制御し易くなる。 In the formation of the recesses A, the distribution density of the recesses A can be controlled relatively easily by adjusting the lens system in laser etching or adjusting the intermittent rotation of the roll body. Further, the size of the recess A can be controlled relatively easily by adjusting the output of the laser beam, the irradiation time, and the like. Thus, since the formation of the recess A can be controlled relatively easily, the surface roughness on the outer peripheral surface of the charging roll can also be controlled relatively easily. Further, the variation in the surface roughness can be made relatively simple, and charging noise and toner adhesion can be easily suppressed. In particular, it is possible to relatively easily form the concave portions A in the circumferential direction and the axial direction by adjusting the lens system and the intermittent rotation of the roll body. In this case, the surface roughness of the charging roll is relatively simple. Therefore, it becomes easier to control charging noise and toner adhesion.
また、帯電ロールの製法の他の例として、上記電鋳法により作製された転写用型を用いる方法は、その転写用型として、例えば、円筒状に形成され、その内周面に、上記凹部Aに対応する形状の凸部が複数分布形成されたものが用いられる。そして、上記転写用型を用いて、上記弾性層2を成形することにより、弾性層2の外周面に、上記転写用型の凸部を転写して凹部(転写凹部)を分布形成する。そして、脱型後、ロールコーティング法,スプレーコーティング法,ディッピング法等により、弾性層2の外周面に、上記中間層3および最外層4の形成材料を順に塗布した後、乾燥(硬化)させ、上記中間層3および最外層4を形成する。この最外層4の外周面には、上記弾性層2の外周面に形成された凹部(転写凹部)の影響により、上記凹部Aが現れている。このようにしても、上記帯電ロールを作製することができる(ただし、この製法により得られた帯電ロールは、図1のものとは、弾性層2の外周面形状等が異なる)。
Further, as another example of a method for producing a charging roll, a method using a transfer mold produced by the electroforming method is formed as, for example, a cylindrical shape as the transfer mold, and the concave portion is formed on the inner peripheral surface thereof. A plurality of convex portions having a shape corresponding to A are used. Then, by forming the
上記転写用型は、例えば、電鋳法により作製することができる。すなわち、まず、目的とする弾性層2と同径のアルミニウム製円柱体を準備する。ついで、上記最外層4の外周面に凹部Aを形成したレーザエッチングと同様にして、上記アルミニウム製円柱体の外周面にレーザエッチングを施し、凹部を形成する。この凹部は、弾性層2の外周面に形成する凹部と同形状に形成する。つぎに、これを原型として、めっき液に浸漬し、電解めっきを行い、上記原型の表面にニッケル等のめっき層(通常、2〜7mm)を形成する。その後、めっき液から取り出し、洗浄,乾燥等を行う。そして、アルカリ等の薬品を用いて、上記原型(外周面に凹部が形成されたアルミニウム製円柱体)を溶解する。これにより、上記めっき層からなる転写用型を得ることができる。この転写用型の内周面には、上記原型(外周面に凹部が形成されたアルミニウム製円柱体)の外周面が転写されており、上記原型の外周面に形成された凹部に対応する凸部が形成されている。このように、上記原型の外周面が転写用型の内周面に転写され、この転写用型の内周面が帯電ロールの弾性層2の外周面に転写されるため、転写後の弾性層2において、凹部が形成されていない外周面部分が平滑になるよう、準備するアルミニウム製円柱体は、外周面が研磨等により鏡面〔十点平均粗さ(Rz)が2μm以下〕になっていることが好ましい。
The transfer mold can be produced by, for example, an electroforming method. That is, first, an aluminum cylinder having the same diameter as the target
また、帯電ロールの製法のさらに他の例として、最外層4の外周面の凹部Aを、その凹部Aに対応する凸部を形成した転写板を熱した状態で押し当てて形成する方法は、その熱した転写板にロール体を押し当てて転がし、転写板の凸部を最外層4の外周面に転写させる。上記転写板は、金属板にレーザ加工もしくは機械加工等により、均一な凸形状を形成することにより得ることができる。または、金属板にレーザ加工もしくは機械加工等により、均一な凹形状を形成したものを原型として電鋳法により、均一な凸形状を形成した転写板を得ることができる。なお、上記転写を、最外層4の形成材料を中間層3の外周面に塗布した後、200℃に熱した上記転写板に押し当てることにより架橋と転写とを同時に行うこともできる。
Further, as still another example of the manufacturing method of the charging roll, a method of forming the concave portion A on the outer peripheral surface of the
このようにして得られた帯電ロールは、最外層4の外周面に、相互に開口縁部が重なり合わない状態で複数の凹部Aが分布形成されて粗面が形成されており、凹部Aが形成されていない外周面部分Bは、元の表面状態(凹部Aを形成する前の表面状態)を維持し、粗面化されていない。そして、上記帯電ロールと圧接する感光ドラムに対しては、上記凹部Aが形成されていない外周面部分(凹部列Lにおける凹部Aと凹部Aとの間の部分)Bで圧接される。このため、その圧接は、いわば面接触するようになる。しかも、凹部A周辺の最外層4部分(凹部Aと凹部Aとの間の部分)は、上記圧接により凹部Aの内側に変形するようになる。これらのことから、圧接圧力が緩和され、帯電音を抑制することができる。
In the charging roll thus obtained, a plurality of concave portions A are distributed and formed on the outer peripheral surface of the
そして、導電層を従来のように低硬度化しなくても帯電音の抑制効果が得られるようになる。すなわち、従来は、帯電音を抑制するために、導電層の硬度を10〜60%程度の低硬度に設定する必要があったが、上記帯電ロールのように、最外層4の外周面に凹部Aを形成すると、最外層4の硬度を従来よりも30%程度硬くしても帯電音を抑制することができるようになる。このため、上記帯電ロールは、従来の低硬度のものよりも、寿命を長くすることができる。
In addition, the effect of suppressing the charging noise can be obtained without reducing the hardness of the conductive layer as in the prior art. That is, conventionally, in order to suppress charging noise, it has been necessary to set the hardness of the conductive layer to a low hardness of about 10 to 60%. However, like the above-described charging roll, a concave portion is formed on the outer peripheral surface of the
さらに、最外層4の外周面の粗面形成は、複数の凹部Aを分布形成させることにより行っており、硬質粒子を用いていない。これにより、硬質粒子の凝集が起こらなくなるため、表面粗さの経時的変化が起こらず、長期にわたって表面粗さを一定に維持することができる。そして、上記帯電ロールを長期にわたって使用する場合には、トナーを上記凹部Aに貯めることができ、その凹部Aが形成されていない外周面部分(円筒状の残部)Bへのトナー付着を抑制することができる。これにより、長期にわたって適正な帯電を維持することができるようになり、その結果、画像むら等のない良質の複写画像を得ることができる。
Furthermore, the rough surface formation of the outer peripheral surface of the
図2は、本発明の帯電ロールの製法によって得られた帯電ロールの他の実施の形態を示している。この実施の形態の帯電ロールは、周方向に隣り合う凹部列Lにおいて、一の凹部列Lの凹部Aの一部が、他の凹部列Lの凹部Aと凹部Aとの間に入り込んだ状態になっている。それ以外は上記実施の形態と同様であり、同様の部分には同じ符号を付している。このようにすると、凹部Aが比較的大径であっても(例えば、50〜200μm)、低硬度化効果が得られるようになる。 FIG. 2 shows another embodiment of the charging roll obtained by the manufacturing method of the charging roll of the present invention. The charging roll according to this embodiment has a state in which a part of the concave part A of one concave part row L enters between the concave part A and the concave part A of the other concave part row L in the concave part row L adjacent in the circumferential direction. It has become. Other than that is the same as that of the said embodiment, and the same code | symbol is attached | subjected to the same part. If it does in this way, even if the recessed part A is comparatively large diameter (for example, 50-200 micrometers), the low hardness effect will come to be acquired.
つぎに、上記帯電ロールを構成する軸体1,弾性層2,中間層3,最外層4の形成材料等について説明する。
Next, the
上記軸体1は、特に限定されるものではなく、中実でも中空でもよい。また、上記軸体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。そして、上記軸体1の表面には、通常、接着剤やプライマー等が塗布される。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。
The
上記弾性層2および中間層3は、場合によって、一方が発泡体層、他方がゴム層に形成されたり、両方が発泡体層またはゴム層に形成されたりする。また、弾性層2の厚みは、特に限定されないが、通常、2〜4mm程度に設定され、中間層3の厚みは、通常、0.1〜0.5mm程度に設定される。
In some cases, one of the
上記発泡体層の形成材料としては、下記の主材料に発泡剤および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いが、例えば、ポリノルボルネンゴム,エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM),アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR),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),天然ゴム(NR)等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また、必要に応じて、架橋剤(硫黄,過酸化物等),架橋促進剤,オイル等を適宜に添加してもよい。 As the material for forming the foam layer, the following main material containing a foaming agent and a conductive agent is used. That is, the main material is not particularly limited. For example, polynorbornene rubber, ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR). ), Styrene-butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), isoprene rubber (IR), natural rubber (NR) and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may add a crosslinking agent (sulfur, a peroxide, etc.), a crosslinking accelerator, oil, etc. suitably as needed.
上記ゴム層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いが、例えば、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR),エピクロルヒドリン単独重合ゴム,エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重合ゴム,エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル共重合ゴム,アクリルゴム等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また、必要に応じて、加硫剤,加硫促進剤,帯電防止剤,助剤等を適宜に添加してもよい。 As the material for forming the rubber layer, the following main material containing a conductive agent is used. That is, the main material is not particularly limited. For example, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), epichlorohydrin homopolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide copolymer rubber, epichlorohydrin-ethylene oxide-allyl glycidyl ether copolymer Examples include rubber and acrylic rubber. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may add a vulcanizing agent, a vulcanization accelerator, an antistatic agent, an adjuvant, etc. suitably as needed.
上記最外層4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、ポリアミド系樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,ウレタン樹脂,シリコーン樹脂等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。そして、上記最外層4の厚みは、特に限定されないが、通常、3〜50μm程度に設定される。
As the material for forming the
なお、上記実施の形態において、場合により、中間層3は形成されなくてもよい。
In the above embodiment, the
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.
下記のように、電鋳法により作製した転写用型を用いて、軸体の外周面に弾性層を成形してロール体を作製した後、最外層を形成し、帯電ロールを作製した。 As described below, using a transfer mold produced by electroforming, an elastic layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft body to produce a roll body, and then an outermost layer was formed to produce a charging roll.
〔軸体〕
外径6mm、長さ230mmの鉄製の中実円柱状の軸体を準備した。
[Shaft]
An iron solid cylindrical shaft body having an outer diameter of 6 mm and a length of 230 mm was prepared.
〔弾性層の形成材料〕
EPDM(EPT4045、三井化学社製)100重量部に対して、酸化亜鉛2種(三井金属社製)6重量部、ステアリン酸(ルナックS30、花王社製)2重量部、カーボンブラック(デンカブラックHS−100、電気化学工業社製)10重量部、パラフィンオイル(ダイアナプロセスPW380、出光石油化学社製)70重量部、加硫促進剤(ノクセラーBZ、大内新興化学社製)2重量部、加硫促進剤(ノクセラーCZ、大内新興化学社製)3重量部、硫黄(鶴見化学工業社製)1重量部の割合で配合し、ロールを用いて混練して弾性層の形成材料を調製した。
[Material for forming elastic layer]
For 100 parts by weight of EPDM (EPT4045, Mitsui Chemicals), 6 parts by weight of zinc oxide (Mitsui Metals), 2 parts by weight of stearic acid (Lunac S30, Kao), carbon black (Denka Black HS) -100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 10 parts by weight, paraffin oil (Diana Process PW380, manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) 70 parts by weight, vulcanization accelerator (Noxeller BZ, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 2 parts by weight, A composition for forming an elastic layer was prepared by blending 3 parts by weight of a sulfur accelerator (Noxeller CZ, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) and 1 part by weight of sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) and kneading using a roll. .
〔最外層の形成材料〕
N−メトキシメチル化ナイロン(トレジンEF30T、帝国化学社製)100重量部に対して、トリメチロールメラミン(スミカフレックスM3、住友化学社製)30重量部、ケッチェンブラックEC(ケッチェンブラックインターナショナル社製)15重量部の割合で用い、メタノール−トルエン混合溶液(メタノール:トルエン=7:3)500重量部に混合攪拌して最外層の形成材料を調製した。
[Material for forming outermost layer]
30 parts by weight of trimethylol melamine (Sumikaflex M3, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Ketjen Black EC (manufactured by Ketjen Black International Co., Ltd.) per 100 parts by weight of N-methoxymethylated nylon (Toresin EF30T, Teikoku Chemical Co. ) Used at a ratio of 15 parts by weight, and mixed with 500 parts by weight of a methanol-toluene mixed solution (methanol: toluene = 7: 3) to prepare an outermost layer forming material.
〔転写用型の作製〕
上記実施の形態と同様にして、弾性層の外径と同径のアルミニウム製円柱体を準備し、そのアルミニウム製円柱体に、レーザエッチングを施すことにより、多数の凹部を分布形成した。このときの上記レーザエッチングの条件は、レーザ光の種類:Nd−YAGレーザ、出力:50Wとし、アルミニウム製円柱体を出力:30A、周波数:5kHz、照射スピード:1030mm/秒にて回転させながら、幅50mmずつアルミニウム製円柱体の外周面にレーザを照射した。このようにしてアルミマスターロールを得、それを用いて電鋳法により転写用型を作製した。
[Production of transfer mold]
In the same manner as in the above-described embodiment, an aluminum cylinder having the same diameter as the outer diameter of the elastic layer was prepared, and laser etching was performed on the aluminum cylinder to form a large number of concave portions in a distributed manner. The laser etching conditions at this time are as follows: laser beam type: Nd-YAG laser, output: 50 W, and aluminum cylinder rotated at output: 30 A, frequency: 5 kHz, irradiation speed: 1030 mm / sec. The laser was irradiated to the outer peripheral surface of the aluminum cylinder with a width of 50 mm. In this way, an aluminum master roll was obtained, and a transfer mold was produced by electrocasting using the aluminum master roll.
〔ロール体の作製〕
上記転写用型を用いて成形(170℃×30分間)することにより、軸体の外周面に弾性層(厚み3mm)を形成した。これにより、弾性層の外周面に、多数の凹部を分布形成した。
[Production of roll body]
The elastic layer (
〔帯電ロールの作製〕
上記弾性層の外周面に、最外層の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥(硬化)させ、最外層(厚み5μm)を形成した。これにより、最外層の外周面に凹部が分布形成された帯電ロールを得た。この凹部形成は、凹部の開口縁部が相互に重なり合わないように行うとともに、周方向および軸方向に一定のピッチ(周方向に隣り合う凹部の開口縁間の距離および軸方向に隣り合う凹部の開口縁間の距離をいずれも5μm)とした。また、各凹部の形状は、開口形状を略円形(開口径150μm)とし、凹面形状が略球面の一部からなる曲面状(凹部の深さ5μm)とした。また、最外層の外周面のうち凹部が形成されていない部分の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。なお、この十点平均粗さ(Rz)の測定は、表面粗さ計(東京精密社製、サーフコム1400D)を用いた(以下の表面粗さの測定も同様)。
[Preparation of charging roll]
After forming the outermost layer forming material on the outer peripheral surface of the elastic layer by a roll coating method, the outermost layer was dried (cured) to form the outermost layer (thickness 5 μm). As a result, a charging roll having concave portions distributed and formed on the outer peripheral surface of the outermost layer was obtained. This recess formation is performed so that the opening edges of the recesses do not overlap each other, and a constant pitch in the circumferential direction and the axial direction (the distance between the opening edges of the recesses adjacent in the circumferential direction and the recesses adjacent in the axial direction). The distance between the opening edges of each was 5 μm). In addition, the shape of each concave portion was a substantially circular shape (opening diameter 150 μm), and the concave shape was a curved surface formed by a part of a substantially spherical surface (the depth of the concave portion was 5 μm). Further, the 10-point average roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the outermost layer where no recess was formed was 2.5 μm. The ten-point average roughness (Rz) was measured using a surface roughness meter (Surfcom 1400D, manufactured by Tokyo Seimitsu Co., Ltd.) (the same applies to the following surface roughness measurements).
下記のように、上記軸体,各層の形成材料等を用いて2層構造のロール体を作製した後、そのロール体の外周面をレーザエッチングにより粗面に形成し、帯電ロールを作製した。 As described below, a roll body having a two-layer structure was prepared using the shaft body, the material for forming each layer, and the like, and then the outer peripheral surface of the roll body was formed into a rough surface by laser etching to produce a charging roll.
〔ロール体の作製〕
円筒状金型を用いて成形(170℃×30分間)することにより、軸体の外周面に弾性層(厚み3mm)を形成した。そして、その弾性層の外周面に、最外層の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥(硬化)させ、最外層(厚み10μm)を形成した。これにより、ロール体を得た。このロール体の最外層の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。
[Production of roll body]
The elastic layer (
〔帯電ロールの作製〕
上記ロール体の外周面(最外層の外周面)に、レーザエッチングを施すことにより、複数の凹部を分布形成した。この凹部形成は、凹部の開口縁部が相互に重なり合わないように行うとともに、周方向および軸方向に一定のピッチ(周方向に隣り合う凹部の開口縁間の距離および軸方向に隣り合う凹部の開口縁間の距離をいずれも5μm)になるように行った(図1参照)。また、各凹部の形状は、開口形状を略円形(開口径150μm)とし、凹面形状が略球面の一部からなる曲面状(凹部の深さ5μm)とした。なお、このときの上記レーザエッチングの条件は、レーザ光の種類:Nd−YAGレーザ、出力:27A、周波数:30kHz、照射スピード:3000mm/秒にてロール体を回転させながら、幅50mmずつロール体の外周面にレーザを照射した。また、最外層の外周面のうち凹部が形成されていない部分の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。
[Preparation of charging roll]
By applying laser etching to the outer peripheral surface (outer peripheral surface of the outermost layer) of the roll body, a plurality of concave portions were formed in a distributed manner. This recess formation is performed so that the opening edges of the recesses do not overlap each other, and a constant pitch in the circumferential direction and the axial direction (the distance between the opening edges of the recesses adjacent in the circumferential direction and the recesses adjacent in the axial direction). The distance between the opening edges was 5 μm) (see FIG. 1). In addition, the shape of each concave portion was a substantially circular shape (opening diameter 150 μm), and the concave shape was a curved surface formed by a part of a substantially spherical surface (the depth of the concave portion was 5 μm). The laser etching conditions at this time are as follows: laser beam type: Nd-YAG laser, output: 27A, frequency: 30 kHz, irradiation speed: 3000 mm / sec. A laser was irradiated on the outer peripheral surface of the substrate. Further, the 10-point average roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the outermost layer where no recess was formed was 2.5 μm.
上記実施例2と同様にして2層構造のロール体を作製した後、そのロール体の外周面を、熱した転写板に押し当てて転がし、帯電ロールを作製した。 A roll body having a two-layer structure was produced in the same manner as in Example 2, and then the outer peripheral surface of the roll body was pressed against a heated transfer plate and rolled to produce a charging roll.
〔転写板の作製〕
アルミニウム製板を準備し、そのアルミニウム製板(230mm×50mm)に、レーザエッチングを施すことにより、多数の凹部を分布形成した。このときの上記レーザエッチングの条件は、レーザ光の種類:Nd−YAGレーザ、出力:35A、周波数:5kHz、照射スピード:1025mm/秒とした。これにより、アルミマスター板を得、それを用いて電鋳法により転写板を作製した。この転写板の表面には、均一な凸形状が分布形成されていた。
[Production of transfer plate]
An aluminum plate was prepared, and laser etching was performed on the aluminum plate (230 mm × 50 mm) to form a large number of concave portions in a distributed manner. The laser etching conditions at this time were laser beam type: Nd-YAG laser, output: 35 A, frequency: 5 kHz, irradiation speed: 1025 mm / second. Thus, an aluminum master plate was obtained, and a transfer plate was produced by electroforming using the aluminum master plate. A uniform convex shape was distributed on the surface of the transfer plate.
〔帯電ロールの作製〕
上記転写板を200℃に熱し、その表面に、上記ロール体を98Nの荷重で均等に押し当てて転がし、転写板の凸部を最外層の外周面に転写させた。この凹部形成は、凹部の開口縁部が相互に重なり合わないように行うとともに、周方向および軸方向に一定のピッチ(周方向に隣り合う凹部の開口縁間の距離および軸方向に隣り合う凹部の開口縁間の距離をいずれも5μm)になるように行った。また、各凹部の形状は、開口形状を略円形(開口径150μm)とし、凹面形状が略球面の一部からなる曲面状(凹部の深さ5μm)とした。また、最外層の外周面のうち凹部が形成されていない部分の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。
[Preparation of charging roll]
The transfer plate was heated to 200 ° C., and the roll body was uniformly pressed against the surface with a load of 98 N to roll, and the convex portions of the transfer plate were transferred to the outer peripheral surface of the outermost layer. This recess formation is performed so that the opening edges of the recesses do not overlap each other, and a constant pitch in the circumferential direction and the axial direction (the distance between the opening edges of the recesses adjacent in the circumferential direction and the recesses adjacent in the axial direction). The distance between the opening edges was 5 μm). In addition, the shape of each concave portion was a substantially circular shape (opening diameter 150 μm), and the concave shape was a curved surface formed by a part of a substantially spherical surface (the depth of the concave portion was 5 μm). Further, the 10-point average roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the outermost layer where no recess was formed was 2.5 μm.
上記実施例1において、レーザエッチングの条件を、出力:28A、照射スピード:625mm/秒とし、凹部の開口径を120μmにした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。 In Example 1, the laser etching conditions were: output: 28 A, irradiation speed: 625 mm / sec, and the opening diameter of the recesses was 120 μm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.
上記実施例2において、レーザエッチングの条件を、出力:25A、照射スピード:1800mm/秒とし、凹部の開口径を120μmにした。それ以外は、上記実施例2と同様にした。 In Example 2, the laser etching conditions were: output: 25 A, irradiation speed: 1800 mm / sec, and the opening diameter of the recess was 120 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 2.
上記実施例3において、レーザエッチングの条件を、出力:28A、照射スピード:625mm/秒とし、凹部の開口径を120μmにした。それ以外は、上記実施例3と同様にした。 In Example 3 above, the laser etching conditions were output: 28 A, irradiation speed: 625 mm / second, and the opening diameter of the recesses was 120 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 3.
上記実施例1において、レーザエッチングの条件を、出力:24.5A、照射スピード:425mm/秒とし、凹部の開口径を80μmにした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。 In Example 1, the laser etching conditions were: output: 24.5 A, irradiation speed: 425 mm / sec, and the opening diameter of the recesses was 80 μm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.
上記実施例2において、レーザエッチングの条件を、出力:22A、照射スピード:1300mm/秒とし、凹部の開口径を80μmにした。それ以外は、上記実施例2と同様にした。 In Example 2, the laser etching conditions were: output: 22 A, irradiation speed: 1300 mm / second, and the opening diameter of the recess was 80 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 2.
上記実施例3において、レーザエッチングの条件を、出力:24.5A、照射スピード:625mm/秒とし、凹部の開口径を80μmにした。それ以外は、上記実施例3と同様にした。 In Example 3 above, the laser etching conditions were output: 24.5 A, irradiation speed: 625 mm / sec, and the opening diameter of the recesses was 80 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 3.
上記実施例4において、レーザエッチングの条件を、周波数:5.9kHz、照射スピード:741mm/秒とし、最外層における凹部の深さを1.5μmにした。それ以外は、上記実施例4と同様にした。 In Example 4 described above, the laser etching conditions were a frequency of 5.9 kHz, an irradiation speed of 741 mm / second, and the depth of the recess in the outermost layer was 1.5 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 4.
上記実施例4において、レーザエッチングの条件を、周波数:3.7kHz、照射スピード:460mm/秒とし、最外層における凹部の深さを10μmにした。それ以外は、上記実施例4と同様にした。 In Example 4 described above, the laser etching conditions were a frequency: 3.7 kHz, an irradiation speed: 460 mm / second, and the depth of the recess in the outermost layer was 10 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 4.
上記実施例4において、レーザエッチングの条件を、周波数:1.0kHz、照射スピード:120mm/秒とし、最外層における凹部の深さを20μmにした。それ以外は、上記実施例4と同様にした。 In Example 4 described above, the laser etching conditions were a frequency of 1.0 kHz, an irradiation speed of 120 mm / second, and the depth of the recess in the outermost layer was 20 μm. Other than that was carried out similarly to the said Example 4.
上記実施例1において、アルミニウム製円柱体上に♯400ステンレス製金網(穴径約30μm)を設置し、その上からレーザエッチングを施した。また、レーザエッチングの条件を、出力:24.5A、周波数:1kHz、照射スピード:100mm/秒にすることにより、最外層の外周面に形成する凹部の開口径を50μmとした。それ以外は、上記実施例1と同様にした。 In Example 1, a # 400 stainless steel wire mesh (having a hole diameter of about 30 μm) was placed on an aluminum cylinder, and laser etching was performed thereon. Further, by setting the laser etching conditions to output: 24.5 A, frequency: 1 kHz, irradiation speed: 100 mm / second, the opening diameter of the recess formed on the outer peripheral surface of the outermost layer was set to 50 μm. Other than that, it was the same as in Example 1 above.
上記実施例4と同様にして、転写用型を用いて、軸体の外周面に弾性層を成形してロール体を作製した後、その弾性層の外周面に、下記の中間層の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、架橋(170℃×30分間)させ、中間層(厚み0.3mm)を形成した。そして、その中間層の外周面に、実施例4と同様にして、最外層を形成し、帯電ロールを作製した。最外層の外周面のうち凹部が形成されていない部分の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。 In the same manner as in Example 4 above, using a transfer mold, an elastic layer was formed on the outer peripheral surface of the shaft body to produce a roll body, and then the following intermediate layer forming material was formed on the outer peripheral surface of the elastic layer. Was coated by a roll coating method and then crosslinked (170 ° C. × 30 minutes) to form an intermediate layer (thickness 0.3 mm). Then, the outermost layer was formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer in the same manner as in Example 4 to produce a charging roll. The ten-point average roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the outermost layer where no recess was formed was 2.5 μm.
〔中間層の形成材料〕
NBR(N239SV、JSR社製)100重量部に対して、酸化亜鉛2種(三井金属社製)5重量部、ステアリン酸(ルナックS30、花王社製)1重量部、カーボンブラック(デンカブラックHS−100、電気化学工業社製)40重量部、シリカ(ニプシールER、東ソーシリカ社製)35重量部、加硫促進剤(ノクセラーDM、大内新興化学社製)1重量部、加硫促進剤(ノクセラーTRA、大内新興化学社製)0.5重量部、硫黄(鶴見化学工業社製)1重量部の割合で配合し、ニーダーを用いて混練して中間層の形成材料を調製した。
[Formation material of intermediate layer]
For 100 parts by weight of NBR (N239SV, manufactured by JSR), 5 parts by weight of zinc oxide (made by Mitsui Kinzoku Co., Ltd.), 1 part by weight of stearic acid (Lunac S30, manufactured by Kao Corporation), carbon black (Denka Black HS- 100, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 40 parts by weight, silica (Nipseal ER, manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd.) 35 parts by weight, vulcanization accelerator (Noxeller DM, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical) 1 part by weight, vulcanization accelerator ( Noxeller TRA, manufactured by Ouchi Shinsei Chemical Co., Ltd.) 0.5 parts by weight and sulfur (manufactured by Tsurumi Chemical Co., Ltd.) 1 part by weight were blended and kneaded using a kneader to prepare an intermediate layer forming material.
下記のように、上記軸体,各層の形成材料等を用いて3層構造のロール体を作製した後、実施例5と同様にして、そのロール体の外周面をレーザエッチングにより粗面に形成し、帯電ロールを作製した。最外層の外周面のうち凹部が形成されていない部分の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。 As described below, a roll body having a three-layer structure is produced using the shaft body, the material for forming each layer, and the outer peripheral surface of the roll body is formed into a rough surface by laser etching in the same manner as in Example 5. Then, a charging roll was produced. The ten-point average roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the outermost layer where no recess was formed was 2.5 μm.
〔ロール体の作製〕
円筒状金型を用いて成形(170℃×30分間)することにより、軸体の外周面に弾性層(厚み3mm)を形成した。そして、その弾性層の外周面に、中間層の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、架橋(170℃×30分間)させ、中間層(厚み0.3mm)を形成した。そして、その中間層の外周面に、最外層の形成材料をロールコーティング法により塗工した後、乾燥(硬化)させ、最外層(厚み10μm)を形成した。これにより、ロール体を得た。このロール体の最外層の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。
[Production of roll body]
The elastic layer (
実施例15と同様にして3層構造のロール体を作製した後、実施例6と同様にして、そのロール体の外周面を、熱した転写板に押し当てて転がし、帯電ロールを作製した。最外層の外周面のうち凹部が形成されていない部分の十点平均粗さ(Rz)は2.5μmであった。 A roll body having a three-layer structure was produced in the same manner as in Example 15, and then the outer peripheral surface of the roll body was pressed against a heated transfer plate and rolled in the same manner as in Example 6 to produce a charging roll. The ten-point average roughness (Rz) of the outer peripheral surface of the outermost layer where no recess was formed was 2.5 μm.
〔比較例1〕
上記実施例2において、最外層の形成材料として、下記のもの(粒子入り)を用いた。また、その最外層に対するレーザエッチングは行わなかった。それ以外は、上記実施例2と同様にした。
[Comparative Example 1]
In Example 2 described above, the following (with particles) was used as the outermost layer forming material. Further, laser etching was not performed on the outermost layer. Other than that was carried out similarly to the said Example 2.
〔最外層の形成材料〕
上記実施例2における最外層の形成材料に、シリカ製粒子〔サイリシア450(平均粒径5μm)、冨士シリシア社製〕を混合した。このシリカ製粒子の混合割合は、上記最外層の形成材料のN−メトキシメチル化ナイロン100重量部に対して、10重量部とした。
[Material for forming outermost layer]
Silica particles [Silicia 450 (average particle size 5 μm), manufactured by Fuji Silysia Co., Ltd.] were mixed with the outermost layer forming material in Example 2 above. The mixing ratio of the silica particles was 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of N-methoxymethylated nylon as the outermost layer forming material.
〔比較例2〕
上記比較例1において、最外層の形成材料として、上記実施例2と同様のものを用いた。それ以外は、上記比較例1と同様にした。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 1, the same material as in Example 2 was used as the outermost layer forming material. Other than that, it was the same as in Comparative Example 1 above.
〔比較例3〕
上記比較例1において、弾性層の外周面に、実施例15と同様にして、中間層を形成した。それ以外は、上記比較例1と同様にした。
[Comparative Example 3]
In Comparative Example 1, an intermediate layer was formed on the outer peripheral surface of the elastic layer in the same manner as in Example 15. Other than that, it was the same as in Comparative Example 1 above.
〔比較例4〕
上記比較例3において、最外層の形成材料として、上記実施例2と同様のものを用いた。それ以外は、上記比較例3と同様にした。
[Comparative Example 4]
In Comparative Example 3, the same material as in Example 2 was used as the outermost layer forming material. Other than that was carried out similarly to the said comparative example 3.
〔トナー付着〕
上記画像出しを、黒色トナーを用いて2000枚行った後、各帯電ロールの外周面へのトナー付着の有無を目視にて評価した。その結果、トナー付着が殆ど無いものを○、全面に少しあるものを△、全面に多くあるものを×と評価し、下記の表1に併せて表記した。
[Toner adhesion]
After 2000 images were printed using black toner, the presence or absence of toner adhesion to the outer peripheral surface of each charging roll was visually evaluated. As a result, a toner having almost no toner adhesion was evaluated as ◯, a toner having a small amount on the entire surface was evaluated as Δ, and a toner having a large amount on the entire surface was evaluated as ×.
〔帯電音〕
感光ドラム(直径30mm)と各帯電ロールとを平行にし、感光ドラムの外周面に各帯電ロールを感光ドラムの軸方向に9.8Nの押圧力で押圧させた。そして、感光ドラムを45rpmの回転速度で回転させ、各帯電ロールを連れ回りさせた。この状態で、上記帯電ロールに、AC2kVpp,DC600Vの電圧を周波数600〜3600Hzの範囲で600Hz毎に変化させて印加した。そして、帯電ロールと感光ドラムとの接触部から30cm離れた地点にて、騒音計(NL01A、リオン社製)を用い、各周波数での帯電音を測定した。その結果を下記の表1に併せて表記した。
[Charging sound]
The photosensitive drum (30 mm in diameter) and each charging roll were made parallel, and each charging roll was pressed against the outer peripheral surface of the photosensitive drum with a pressing force of 9.8 N in the axial direction of the photosensitive drum. Then, the photosensitive drum was rotated at a rotation speed of 45 rpm, and each charging roll was rotated. In this state, a voltage of
上記表1〜3に示すように、実施例1〜16の帯電ロールでは、長時間の使用に対して、トナー付着が抑制されたが、比較例1〜4の帯電ロールでは、トナー付着が多くなった。また、帯電音については、実施例7〜12の帯電ロールでは、周波数2400Hzの場合に、比較例1の帯電ロール以上の帯電音となったものの、それ以外の殆どの場合では、実施例1〜16の帯電ロールは、比較例1〜4の帯電ロールと比較して、帯電音が小さくなっており、帯電音の抑制に優れていると判断できる。 As shown in Tables 1 to 3 above, in the charging rolls of Examples 1 to 16, toner adhesion was suppressed over a long period of use, but in the charging rolls of Comparative Examples 1 to 4, there was much toner adhesion. became. As for the charging sound, the charging rolls of Examples 7 to 12 had a charging sound higher than that of the charging roll of Comparative Example 1 when the frequency was 2400 Hz, but in most other cases, Examples 1 to In comparison with the charging rolls of Comparative Examples 1 to 4, the charging roll of No. 16 has a smaller charging sound, and it can be determined that the charging roll is excellent in suppressing the charging noise.
1 軸体
2 弾性層
3 中間層
4 最外層
A 凹部
L 凹部列
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