CN102203440A

CN102203440A - 导电辊

Info

Publication number: CN102203440A
Application number: CN2009801436161A
Authority: CN
Inventors: 向山庆彦
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-10-30
Publication date: 2011-09-28
Anticipated expiration: 2029-10-30
Also published as: JP2010106963A; CN102203440B; JP5269546B2; WO2010050597A1

Abstract

本发明提供一种导电辊。该导电辊能够提高轴的根部的强度，防止轴的根部折断。在圆筒状基体(4)的端部安装有具有凸缘部(1)和在辊的轴线方向上延伸设置的轴部(2)的轴构件(3)的导电辊(10)中，在凸缘部(1)的靠辊的轴线方向外侧的端部的外周部上形成有轴承支承部(1a)，轴部(2)的根部(6)形成在以轴承支承部(1a)的端面为基准向辊的轴线方向内侧的偏置的位置处，在根部(6)上形成有加厚部(1b)。

Description

导电辊

技术领域

本发明涉及一种导电辊(以下，也简称为辊)，详细来说，涉及一种能够提高轴的根部的强度，防止轴的根部折断的导电辊。

背景技术

通常，在复印机、打印机及传真机等使用电子照相方式的图像形成装置中，在形成图像的各工序中使用转印辊、显影辊、调色剂供给辊、带电辊、清洁辊、中间转印辊及带驱动辊等具有导电性的辊。

作为这样的的辊，例如，在专利文献1中公开了一种圆筒状辊，该圆筒状辊是以如下方式形成的，即，通过对多个金属板分别进行弯曲加工，使金属板弯曲成圆筒状，在圆筒状金属板的两侧缘部加工坡口，利用坡口焊接来对各金属板的两侧缘之间进行焊接，从而形成了该圆筒状辊。

此外，在专利文献2及专利文献3中，公开了如下所述的导电辊，即，该导电辊在旋转轴(shaft)构件的外周面上形成导电性的弹性层，在该弹性层上形成导电性的树脂层，且旋转轴构件由树脂制的实心圆柱体及分别形成在该圆柱体的两端上的轴部构成。

此外，公知有如图7所示地在圆筒状基体34的外周面上设有弹性层35的结构的导电辊30，该导电辊30根据用途采用如下两种构造，即，使形成有轴32的凸缘31与金属制管的两端相配合并在它们的外周面形成弹性层35，或者，在心轴等旋转轴的外周面上设置圆筒状基体主体并在圆筒状基体主体的外周面形成弹性层35。

专利文献1：日本实公平7-54198号公报

专利文献2：日本特开2006-251004号公报

专利文献3：日本特开2006-285209号公报

发明要解决的问题

然而，专利文献1～3等中记载的以往的导电辊中存在下述问题，即，如图8所示，由于轴32的根部36或者轴的轴颈与轴接合的接合部等轴的根部形成为大约直角的形状，因此在受到规定的强度时应力集中在轴的根部而使轴的根部成为破坏的起点，结果，轴的根部发生折断。此外，虽然可以考虑通过使轴的根部上带有R(圆角)来解决上述折断的问题，然而，由于在轴的根部上有用凸缘部的轴承支承部31a支承轴承零件37的限制，因此不能使轴的根部带有R。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种能够解决上述问题而提高轴的根部的强度、防止轴的根部的折断的导电辊。

用于解决问题的方案

本发明人为了解决上述课题，经专心研讨，结果发现通过限定凸缘部和轴间的根部的位置并在该根部的外周侧形成加厚部能够提高轴的根部的强度，防止轴的根部折断，得以完成本发明。

即，本发明的导电辊在圆筒状基体的端部组装有轴构件，该轴构件具有凸缘部和在辊的轴线方向上延伸设置的轴部，其特征在于，

在上述凸缘部的靠辊的轴线方向外侧的端部的外周部上形成有轴承支承部，

上述轴的根部形成在以上述轴承支承部的端面为基准向辊的轴线方向内侧偏置的位置处，

在上述根部上形成有加厚部。

此外，优选在本发明的导电辊中上述加厚部的在沿辊的轴线方向上的截面形状中的靠上述辊的轴线方向内侧的厚度比靠上述轴承支承部的端面侧的厚度厚。

此外，优选在本发明的导电辊中上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚为从上述轴承支承部的端面侧朝向上述辊的轴线方向内侧以具有曲率半径R的形状变厚，曲率半径R的单位为mm，更加优选上述曲率半径R为0.2～2.0mm。

此外，优选在本发明的导电辊中上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚为从上述轴承支承部的端面侧朝向上述辊的轴线方向内侧，以具有倾斜的直线状变厚。

此外，优选在本发明的导电辊中上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚为从上述轴承支承部的端面侧朝向上述辊的轴线方向内侧，以向与辊轴线垂直的垂直方向鼓出的曲线状变厚。

此外，优选本发明的导电辊在以上述轴承支承部的端面为基准向辊的轴线方向内侧偏置0.2～2.0mm的位置处，具有上述加厚部。

发明的效果

若采用本发明，则能够提供一种能够提高轴的根部的强度、防止轴的根部折断的导电辊。

附图说明

图1是表示本发明的优选实施方式的导电辊的一例的图。

图2是表示本发明的优选实施方式的导电辊的端部的一例的图。

图3是表示用轴承支承部支承轴承零件的一例的图。

图4是表示加厚部的截面形状的一例的放大图。

图5是表示本发明的优选实施方式的导电辊的端部的另一例的图。

图6是表示实施例中的导电辊的端部的形状的图。

图7是表示以往的导电辊的图。

图8是表示以往的导电辊的端部的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的优选实施方式。

图1是表示本发明的优选实施方式的导电辊的一例的图。本发明的导电辊10在圆筒状基体4的端部上组装有轴构件3，该轴构件3具有凸缘部1和在辊的轴线方向上延伸设置的轴部2。此外，在圆筒状基体4的外周面上具有弹性层5。

图2是表示本发明的优选实施方式的导电辊的端部的一例的图。在凸缘部1的靠辊的轴线方向外侧的端部的外周部上形成有轴承支承部1a，而且，轴部2的根部6形成在以轴承支承部1a的端面为基准向辊的轴线方向内侧偏置的位置处，在该根部6上形成有加厚部1b。在本发明中，由于形成有加厚部1b，因此，能够缓和应力集中在轴的根部6上。

图3是表示用轴承支承部支承轴承零件的状态的一例的图。加厚部1b形成在以轴承支承部1a的端面为基准向辊的轴线方向内侧偏置的位置处，因此，即使形成有加厚部1b，也能够用凸缘部1的轴承支承部1a支承轴承零件7。

在本发明中，作为加厚部1b的形状，只要能够加厚根部6的外周面侧的厚度并获得本发明的预期的效果即可，对加厚部1b的形状没有特殊的限定，优选使加厚部1b的在沿辊的轴线方向上的截面形状中的靠辊的轴线方向内侧的壁厚比靠轴承支承部的端面侧的壁厚厚。通过加厚辊的轴线方向内侧的壁厚，从而能够更加缓和应力集中在轴的根部6上。

图4是表示加厚部的形状的一例的放大图。在图4中，箭头是表示从轴承支承部1a的端面侧朝向辊的轴线方向内侧的方向。在本发明的导电辊中，优选该加厚部1b的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚如图4的(a)所示地从轴承支承部1a的端面侧朝向辊的轴线方向内侧以具有曲率半径R(mm)的形状变厚。通过在加厚部1b的辊的轴线方向内侧上设置R形状(圆角形状，下同)，从而能够缓和应力集中在根部6上。

此外，在本发明中，优选曲率半径R(mm)为0.2～2.0mm，更加优选曲率半径R(mm)为0.5～1.2mm。通过使曲率半径R处于所述范围内，能够容易成形且获得本发明的预期的效果。

图5是表示本发明的优选实施方式的导电辊的端部的另一例的图。在本发明中，只要通过在辊的轴线方向内侧上设置R形状等而具有加厚部1b，就能获得本发明的预期的效果，因此不特别限定其它的部分的形状。

此外，在本发明的导电辊中，也优选加厚部1b的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚如图4的(b)所示地从轴承支承部1a的端面侧朝向辊的轴线方向内侧，以具有倾斜的直线状变厚。在该情况下，加厚部1b朝向辊的轴线方向内侧变厚，因此也能够缓和应力集中在根部6上。

此外，在本发明的导电辊中，也优选该加厚部1b的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚如图4(c)所示地从轴承支承部1a的端面侧朝向辊的轴线方向内侧，以向与辊轴线垂直的垂直方向鼓出的曲线状变厚。在该情况下，由于加厚部1b向与辊轴垂直的方向鼓出而在整体上变得更厚，因此，能够缓和应力集中在根部6上。

此外，本发明的导电辊优选在以轴承支承部1a的端面为基准向辊的轴线方向内侧偏置0.2～2.0mm的位置处具有加厚部1b，更加优选在向辊的轴线方向内侧偏置0.5～1.2mm的位置处具有加厚部1b。通过使偏置量处于所述范围内，从而能够更加容易地成形加厚部1b。

在本发明中，能够使用金属制管作为圆筒状基体4的主体部。作为所述金属制管的材质，只要由具有良好的导电性的金属材料构成即可，不特别对所述金属制管的材质进行限定，例如能够使用铁、不锈钢、铝、或是包含这些金属的合金等。在保证强度的前提下，由于轻量化的要求而优选该金属制管的壁厚较薄，例如，该金属制管的壁厚为0.3～2mm。

此外，在本发明中，作为凸缘部1及轴部2的材料，根据辊的用途等也可以使用各种金属材料、树脂材料等任意材质，而从制造时的加工的容易性等观点来说，优选由树脂材料构成凸缘部1及轴部2。

作为凸缘部1及轴部2的树脂材料，具体来说，在工程塑料的情况下，例如可以举出聚缩醛、聚酰胺树脂(例如聚酰胺6、聚酰胺6·6、聚酰胺12、聚酰胺4·6、聚酰胺6·10、聚酰胺6·12、聚酰胺11、聚酰胺MXD6(由间苯二胺和己二酸获得的聚酰胺)等)、聚甲醛、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚(polyphenylene oxide)、聚苯醚(polyphenylene ether)、聚苯硫醚、聚醚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚芳酯、液晶聚合物、聚四氟乙烯等。此外，作为通用树脂，举出聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)、聚苯乙烯、聚乙烯等。此外，也可以使用三聚氰胺树脂、酚醛树脂、有机硅树脂等。这些材料可以单独使用一种，也可以两种以上组合使用。

此外，在上述中优选工程塑料，特别是，聚缩醛、聚酰胺树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯醚(polyphenylene ether)、聚苯硫醚、聚碳酸酯等从为热塑性而成型性优异并且机械强度优异的观点出发是更加优选的。特别适宜的是，聚酰胺6·6、聚酰胺MXD6、聚酰胺6·12、聚对苯二甲酸丁二醇酯、或者它们的混合树脂。此外，使用热固树脂也没有关系，但如果考虑到再利用性，则优选使用热塑性树脂。

作为使凸缘部1及轴部2具有导电性的导电剂，只要是能够在树脂材料中均匀地分散的材料，则可以使用各种材料，但优选使用炭黑粉末、石墨粉末、碳纤维粉末、铝、铜、镍等的金属粉末、氧化锡、氧化钛、氧化锌等金属氧化物粉末、导电性玻璃粉末等粉末状导电剂。这些导电剂可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。只要以能够根据作为目的的导电辊的用途、状况而获得适当的电阻值的量选定该导电剂的调配量就好，没有特别的限制，通常优选导电剂与材料整体的质量比为5～40％，特别优选导电剂与材料整体的质量比为5～20％。

此外，在凸缘部1及轴部2的树脂材料中，能够根据需要以加强、增加分量等为目的而配合各种导电性或者非导电性的纤维状物、晶须及铁素体等。作为纤维状物例如能够举出碳纤维、玻璃纤维等纤维，此外，作为晶须能够举出钛酸钾等无机晶须。这些材料可以单独使用其中一种，也可以组合使用两种以上。能够根据使用的纤维状物、晶须的长度及直径、作为主体的树脂材料的种类、辊的目标强度等恰当地选定这些材料的调配量，但通常优选这些材料与材料整体的质量比为5～70％，特别优选这些材料与材料整体的质量比为10～20％。

没有对形成于上述圆筒状基体4的外周面上的弹性层5的材料进行特别的限定，例如能够优选使用紫外线固化树脂或者电子射线固化树脂。具体来说，作为所述紫外线固化树脂或者电子射线固化树脂，例如可以举出聚酯树脂、聚醚树脂、氟树脂、环氧树脂、氨基树脂、聚酰胺树脂、丙烯酸类树脂、丙烯酸聚氨酯树脂、聚氨酯树脂、醇酸树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、有机硅树脂及聚乙烯醇缩丁醛树脂等，这些树脂能够使用一种或者混合使用两种以上。此外，也可以使用在这些树脂中导入了特定的官能基而产生的改性树脂。

在上述材料中，特别优选包含(甲基)丙烯酸酯低聚物的(甲基)丙烯酸酯系树脂组合物。例如，可以举出聚氨酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物、环氧系(甲基)丙烯酸酯低聚物、醚系(甲基)丙烯酸酯低聚物、酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物、聚碳酸酯系(甲基)丙烯酸酯低聚物等作为这样的(甲基)丙烯酸酯低聚物，此外，可以举出氟系、硅系的丙烯酸酯低聚物等。

实施例

以下使用实施例更详细地说明本发明。

(实施例1、实施例2及比较例1)

如图1所示，通过用金属型涂料机在圆筒状基体4的外周面上涂布弹性层形成用涂料，从而形成膜厚7mm的弹性层5，获得导电辊10，该圆筒状基体4是通过在金属制管件(材质：铝A6063，长度：230mm，厚度：0.7mm，外径Φ：18mm)的两端与具有轴部2的凸缘部1(材质：POM(宝理塑料(株)制，EB-10)，壁厚1.2mm)相配合而制成的。

作为弹性层形成用涂料，使用UV固化树脂原料，该UV固化树脂原料是通过下述方式获得的，即，将由聚氨酯(中位)聚丙烯酸酯低聚物UV3000B(日本合成化学工业(株)制，官能基数：2，分子量：18000)65质量份、(中位)丙烯酸酯单体L-A((甲基)丙烯酸酯单体，共荣社化学(株)制，官能基数：1，Tg：-3℃)25质量份、A-SA(β-丙烯酰氧基羟乙醇琥珀酸酯，新中村化学(株)制，官能基数：1，Tg：-10℃)10质量份、光聚合引发剂IRGACURE184(chiba·speciality·chemical(株)制)0.5质量份及导电剂MP-100(昭岛化学工业(株)制)构成的混合物，利用搅拌机在70℃的液体温度下以60转/分的速度搅拌混合1小时，经过滤后获得该UV固化树脂原料。弹性层形成用涂料通过一边涂布一边实施点(spot)UV照射来固化到能保持形状的程度后，进一步在氮气环境下通过一边转动一边接受5秒钟的UV照射强度为700mW/cm²的UV照射，从而使弹性层形成用涂料固化，形成弹性层5。

图6是表示导电辊的端部的形状的图。在图6中，轴部2的直径A₁为7.5mm，轴承支承部1a的端面的内径A₂为12.3mm，加厚部6在以轴承支承部的端面为基准的向辊的轴线方向内侧的偏置量B₁为1.2mm。此外，将加厚部6中的曲率半径R(mm)按照下述表1中表示的条件进行设定。此外，将不具有加厚部6的情况作为比较例1，将其结构示于图8。

(评价)

在各导电辊10中，在箭头C的方向上添加负荷(参照图6)，测量5次使轴部2折断的折断强度(N)，求折断强度的平均值。将结果一起记载在表1中。

表1

由表1的结果可知，实施例1及实施例2的折断强度高于比较例1的折断强度，提高了轴的根部的强度，能够防止轴的根部的折断。

附图标记说明

1、31 凸缘部

1a、31a 轴承支承部

1b 加厚部

2、32 轴部

3、33 轴构件

4、34 圆筒状基体

5、35 弹性层

6、36 根部

7、37 轴承零件

10、30 导电辊

Claims

1.一种导电辊，其在圆筒状基体的端部组装有轴构件，该轴构件具有凸缘部和在辊的轴线方向上延伸设置的轴部，其特征在于，

在上述根部上形成有加厚部。

2.根据权利要求1所述的导电辊，其特征在于，

上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的靠上述辊的轴线方向内侧的厚度比靠上述轴承支承部的端面侧的厚度厚。

3.根据权利要求2所述的导电辊，其特征在于，

上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚为从上述轴承支承部的端面侧朝向上述辊的轴线方向内侧以具有曲率半径R的形状变厚，曲率半径R的单位为mm。

4.根据权利要求3所述的导电辊，其特征在于，

上述曲率半径R为0.2～2.0mm。

5.根据权利要求2所述的导电辊，其特征在于，

上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚为从上述轴承支承部的端面侧朝向上述辊的轴线方向内侧，以具有倾斜的直线状变厚。

6.根据权利要求2所述的导电辊，其特征在于，

上述加厚部的在沿辊的轴线方向的截面形状中的壁厚为从上述轴承支承部的端面侧朝向上述辊的轴线方向内侧，以向与辊轴线垂直的垂直方向鼓出的曲线状变厚。

7.根据权利要求1所述的导电辊，其特征在于，

在以上述轴承支承部的端面为基准向辊的轴线方向内侧偏置0.2～2.0mm的位置处具有上述加厚部。