JP2003057921A - Electrifying roller and method for manufacturing the same - Google Patents
Electrifying roller and method for manufacturing the sameInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
等において感光体を帯電させるために用いられる帯電ロ
ーラ及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charging roller used for charging a photoconductor in a copying machine, a printer or the like, and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は、感光体ドラム方式の複写機２０
の構造を示す。この種の複写機２０では、光源２１から
原稿２２に光が当てられて、原稿２２に表された像がミ
ラー２３ａ〜２３ｄ及びレンズ２４を経て感光体ドラム
２５に伝搬される。そして、回転する感光体ドラム２５
では、帯電したドラム表面に伝搬された原稿２２の像が
露光されてその像に対応した帯電状態が形成され、その
帯電部分に現像装置２６でトナー２７が付着して現像さ
れ、転写装置２８でトナー２７が記録紙２９に転写分離
された後、ブラシ３０及びブレード３１でドラム表面の
クリーニングが行われると共に除電装置３２で除電が行
われる。トナー２７が転写された記録紙２９は熱ローラ
３３と加圧ローラ３４との間に挟持送りされてトナー２
７の定着が図られる。2. Description of the Related Art FIG. 6 shows a photoconductor drum type copying machine 20.
Shows the structure of. In this type of copying machine 20, the light source 21 irradiates the original 22 with light, and the image displayed on the original 22 is propagated to the photosensitive drum 25 via the mirrors 23 a to 23 d and the lens 24. Then, the rotating photosensitive drum 25
Then, the image of the original document 22 propagated to the charged drum surface is exposed to form a charged state corresponding to the image, the toner 27 is adhered to the charged portion by the developing device 26 and developed, and the transfer device 28. After the toner 27 is transferred and separated onto the recording paper 29, the brush 30 and the blade 31 clean the drum surface, and the static eliminator 32 removes static electricity. The recording paper 29 on which the toner 27 is transferred is nipped and fed between the heat roller 33 and the pressure roller 34, and the toner 2 is discharged.
7 is fixed.
【０００３】ここで、従来は感光体ドラム表面をコロナ
放電により非接触で帯電させていたが、放電の際に発生
するオゾンが周囲に悪影響を及ぼすことから、近年では
図６に示すように帯電ローラ３５により接触帯電させる
ようになってきている。この帯電ローラ３５は、一般的
には、導電性の芯材（芯金）の外周にゴム製のローラ本
体が設けられたもので構成されている。そして、かかる
ゴム製の帯電ローラ３５には、芯材及び材料ゴムを個々
に金型にセットして所定時間をかけて加硫成形されるも
のであるため製造コストが高い、また、ローラ本体表面
にトナー２７が付着し易い、さらには、ローラ本体を構
成するゴムに含まれるオイルが滲み出て感光体ドラム２
５の表面を汚染する、といった問題が指摘されている。Here, conventionally, the surface of the photosensitive drum has been charged in a non-contact manner by corona discharge, but since ozone generated during discharge adversely affects the surroundings, in recent years, as shown in FIG. The roller 35 is being used for contact charging. The charging roller 35 is generally composed of a conductive core material (core metal) provided with a rubber roller body on the outer periphery thereof. The rubber charging roller 35 has a high manufacturing cost because the core material and the material rubber are individually set in a mold and vulcanized and molded for a predetermined time. The toner 27 easily adheres to the surface of the photosensitive drum 2.
The problem of contaminating the surface of No. 5 has been pointed out.
【０００４】そこで、硬質熱可塑性樹脂にカーボンブラ
ック等の導電性材料を混合してなる成形用材料でローラ
本体を形成することが考えられる。かかる樹脂製の帯電
ローラでは、製造コストを低くすることができ、また、
ローラ本体表面へのトナーの付着や感光体ドラムを汚染
する物質の放出を抑止することができる。Therefore, it is conceivable to form the roller body with a molding material made of a hard thermoplastic resin mixed with a conductive material such as carbon black. With such a resin charging roller, the manufacturing cost can be reduced, and
It is possible to suppress the adhesion of toner to the surface of the roller body and the release of substances that contaminate the photosensitive drum.
【０００５】ところが、樹脂製の帯電ローラは、ゴム製
のものに比べてローラ表面の弾性が乏しく、感光体ドラ
ムとの均一な接触を実現するためには極めて高い寸法精
度が要求される。この問題は、高い寸法精度での成形が
可能な射出成形によりローラ本体を形成するようにすれ
ば解決されるが、射出成形の場合、ローラ本体の成形工
程で射出速度に変動が生じることにより、製造される各
帯電ローラ毎に導電性材料の分散構造が異なるものとな
り、そのために電気抵抗特性の同質なものを連続して多
数製造することができず、また、同一の射出速度で溶融
した成形用材料を射出しても、金型内の各部位毎の成形
用材料の流動速度（剪断流動の大きさ）が異なることか
ら各部位毎に導電性材料の分散構造が異なるものとな
り、そのために各帯電ローラのローラ本体の電気抵抗の
ばらつきが大きいという新たな問題を生じる。However, the charging roller made of resin has less elasticity on the surface of the roller than that made of rubber, and extremely high dimensional accuracy is required to realize uniform contact with the photosensitive drum. This problem can be solved by forming the roller main body by injection molding capable of molding with high dimensional accuracy, but in the case of injection molding, since the injection speed varies in the molding process of the roller main body, Since the conductive material has a different dispersion structure for each charging roller manufactured, it is not possible to continuously manufacture a large number of materials having the same electric resistance characteristics, and molding is performed by melting at the same injection speed. Even if the molding material is injected, the flow velocity (magnitude of shear flow) of the molding material in each part of the mold is different, so the dispersion structure of the conductive material is different in each part. There arises a new problem that there is a large variation in the electric resistance of the roller body of each charging roller.
【０００６】特開平７−８５７２２号公報には、ＤＢＰ
吸油量が２００〜７００ｍｌのカーボンブラック、ＤＢ
Ｐ吸油量が３０〜１８０ｍｌのカーボンブラック及び熱
可塑性樹脂からなる均一半導電性組成物が開示されてお
り、かかる構成によれば、ばらつきのない均一な半導電
性が付与された成形品を得ることができるとの内容が記
載されている。Japanese Patent Laid-Open No. 7-85722 discloses a DBP.
DB with oil absorption of 200-700ml
A uniform semiconductive composition composed of carbon black having a P oil absorption of 30 to 180 ml and a thermoplastic resin is disclosed. According to such a configuration, a molded article having uniform semiconductivity without variation is obtained. The contents that can be done are described.
【０００７】また、特開昭６０−１２４６５４号公報に
は、熱可塑性樹脂、ＢＥＴ式比表面積が８５０ｍ2／ｇ
以上のカーボンブラック及びＢＥＴ式比表面積が１００
ｍ2／ｇ以下のカーボンブラックからなる導電性樹脂組
成物が開示されており、かかる構成によれば、成形品の
導電性、成形加工性、衝撃強度等の機械的性質、成形品
外観が優れるとの内容が記載されている。Further, JP-A-60-124654 discloses a thermoplastic resin having a BET type specific surface area of 850 m 2 / g.
The above carbon black and BET type specific surface area is 100
A conductive resin composition composed of carbon black of m 2 / g or less is disclosed. According to such a constitution, the electrical conductivity of the molded product, the molding processability, the mechanical properties such as impact strength, and the appearance of the molded product are excellent. And the contents are described.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本出願の課題は、高い
寸法精度を有すると共に、同質の電気抵抗特性を有する
ものを連続して多数製造することができ、しかも、各ロ
ーラ本体内の電気抵抗のばらつきが小さい帯電ローラ及
びその製造方法を提供することにある。The object of the present application is to have a high dimensional accuracy and to be able to continuously manufacture a large number of products having the same electric resistance characteristics. To provide a charging roller having a small variation in the above and a manufacturing method thereof.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は、ローラ本体を
射出成形するための成形用材料を硬質熱可塑性樹脂に比
表面積の大小異なる２種の導電性材料を少なくとも混合
してなるものとすることにより、溶融した成形用材料の
粘度によらず固化後の電気抵抗の差を小さくしたもので
ある。According to the present invention, a molding material for injection-molding a roller body is a mixture of a hard thermoplastic resin and at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas. This reduces the difference in electric resistance after solidification regardless of the viscosity of the molten molding material.
【００１０】具体的には、本発明は、導電性を有する芯
材の外周に成形用材料を射出成形してローラ本体を形成
した帯電ローラを前提とする。そして、成形用材料は、
硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小異なる２種の導電性
材料を少なくとも混合してなることを特徴とする。Specifically, the present invention is premised on a charging roller in which a roller body is formed by injection molding a molding material on the outer periphery of a conductive core material. And the molding material is
It is characterized by mixing at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas with a hard thermoplastic resin.
【００１１】上記の構成によれば、射出成形によりロー
ラ本体が形成されているので、その寸法精度を極めて高
いものとすることができ、また、ローラ本体を形成する
成形用材料として硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小異
なる２種の導電性材料を少なくとも混合してなるものを
用いているので、射出速度差や金型内での溶融した成形
用材料の流動速度差に起因する電気抵抗差が小さいもの
となり、それによって同質なものを連続して多数製造す
ることができるのに加えて、個々のローラ本体の電気抵
抗のばらつきを小さくすることができる。成形用材料の
粘度によらず電気抵抗が一定化される理由については明
らかではないが、ローラ本体の成形工程で射出速度に変
動が生じたり、あるいは、成形用材料を金型内に射出充
填する際に各部位毎に成形用材料の流動速度（剪断流動
の大きさ）が異なることにより、主として電気抵抗の調
整を図るための比表面積の大きな導電性材料の分散状態
に粗密が生じても、比表面積の小さな導電性材料がその
粗密を補うように分散することによって全体として導電
性材料の均一分散化が図られるためであると考えられ
る。According to the above construction, since the roller body is formed by injection molding, the dimensional accuracy can be made extremely high, and a hard thermoplastic resin is used as a molding material for forming the roller body. Since a material obtained by mixing at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas is used, the difference in electric resistance due to the difference in injection speed or the difference in flow speed of the molten molding material in the mold is In addition to being small, it is possible to continuously manufacture a large number of products of the same quality, and also it is possible to reduce variations in electric resistance of individual roller bodies. Although it is not clear why the electric resistance is constant regardless of the viscosity of the molding material, the injection speed may fluctuate during the molding process of the roller body, or the molding material may be injected and filled in the mold. When the flow velocity (magnitude of shear flow) of the molding material is different for each part, even if the density of the conductive material with a large specific surface area for adjusting the electrical resistance is uneven, It is considered that this is because the conductive material having a small specific surface area is dispersed so as to compensate for its density, so that the conductive material is uniformly dispersed as a whole.
【００１２】そして、このような帯電ローラは、射出成
形用金型内に導電性を有する芯材をセットするステップ
と、硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小異なる２種の導
電性材料を少なくとも混合してなる成形用材料を溶融さ
せるステップと、溶融させた成形用材料を射出成形用金
型内に射出することにより芯材の外周にローラ本体を成
形して帯電ローラを形成するステップと、射出成形用金
型から帯電ローラを取り出すステップと、を備えた帯電
ローラの製造方法により製造することができる。In such a charging roller, a step of setting a conductive core material in an injection molding die and at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas are mixed with a hard thermoplastic resin. And a step of forming a charging roller by molding the roller body around the outer periphery of the core material by injecting the molten molding material into the injection molding die. The charging roller can be manufactured by a method of manufacturing a charging roller including a step of taking out the charging roller from the molding die.
【００１３】本発明によれば、ローラ本体のいずれの部
位においても体積抵抗率が１０4〜１０9Ω・ｃｍの範囲
内にあり且つ体積抵抗率の最大値が最小値の５倍以下で
ある構成が実現可能であり、かかる構成によれば、体積
抵抗率の高さ及びそのばらつきの小ささが適正であるの
で、複写機等の感光体を一様に帯電させるのに好都合と
なる。According to the present invention, the volume resistivity is in the range of 10 4 to 10 9 Ω · cm at any part of the roller body, and the maximum value of the volume resistivity is 5 times or less than the minimum value. The configuration is feasible, and the high volume resistivity and the small variation thereof are suitable. Therefore, it is convenient for uniformly charging the photoconductor such as a copying machine.
【００１４】比表面積の大小異なる２種の導電性材料は
いずれもカーボンブラックである構成であってもよい。
かかる構成によれば、入手容易なカーボンブラックによ
り本発明の帯電ローラを構成することができる。The two kinds of conductive materials having different specific surface areas may be carbon black.
According to this structure, the charging roller of the present invention can be composed of easily available carbon black.
【００１５】その場合、成形用材料は、比表面積の大小
異なる２種の導電性材料であるカーボンブラックが硬質
熱可塑性樹脂１００質量部に対して５〜３０質量部混合
されている構成であってもよい。かかる構成によれば、
溶融した成形用材料の粘度によらず固化後の電気抵抗が
一定化されるという作用効果が適正に営まれることとな
る。本発明は、特に、カーボンブラックの混合量が樹脂
１００質量部に対して１５質量部以下である場合のよう
な、カーボンブラックの混合量が比較的少なく射出成形
での均一な分散が困難な場合に特に有効である。In this case, the molding material has a structure in which 5 to 30 parts by mass of carbon black, which is two kinds of conductive materials having different specific surface areas, are mixed with 100 parts by mass of the hard thermoplastic resin. Good. According to this configuration,
The function and effect that the electric resistance after solidification becomes constant irrespective of the viscosity of the molten molding material can be properly performed. The present invention is particularly applicable to the case where the mixing amount of carbon black is relatively small and uniform dispersion in injection molding is difficult, such as when the mixing amount of carbon black is 15 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of resin. Especially effective for.
【００１６】また、カーボンブラックのうち比表面積の
大きい方は、ＢＥＴ式による比表面積が８００ｍ2／ｇ
以上である一方、比表面積の小さい方は、ＢＥＴ式によ
る比表面積が１００ｍ2／ｇ以下である構成であっても
よい。かかる構成によれば、溶融した成形用材料の粘度
によらず固化後の電気抵抗が一定化されるという作用効
果が適正に営まれることとなる。The carbon black having a larger specific surface area has a BET specific surface area of 800 m 2 / g.
On the other hand, the smaller specific surface area may have a specific surface area according to the BET formula of 100 m 2 / g or less. According to such a configuration, the function and effect that the electric resistance after solidification becomes constant irrespective of the viscosity of the molten molding material can be properly performed.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
射出成形によりローラ本体が形成されているので、その
寸法精度を極めて高いものとすることができる。As described above, according to the present invention,
Since the roller body is formed by injection molding, its dimensional accuracy can be made extremely high.
【００１８】また、ローラ本体を形成する成形用材料と
して硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小異なる２種の導
電性材料を少なくとも混合してなるものを用いているの
で、同質なものを連続して多数製造することができるの
に加えて、個々のローラ本体の電気抵抗のばらつきを小
さくすることができる。Further, as the molding material for forming the roller main body, a hard thermoplastic resin mixed with at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas is used. In addition to being able to manufacture a large number, it is possible to reduce variations in the electric resistance of individual roller bodies.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００２０】図１は、本発明の実施形態に係る帯電ロー
ラ１０を示す。この帯電ローラ１０は、複写機内に設け
られ、感光体ドラム表面を帯電させるものである。FIG. 1 shows a charging roller 10 according to an embodiment of the present invention. The charging roller 10 is provided inside the copying machine and charges the surface of the photosensitive drum.
【００２１】この帯電ローラ１０は、導電性を有する芯
材（芯金）１１と、芯材１１の外周を被覆するように一
体に設けられたローラ本体１２とからなる。The charging roller 10 comprises a conductive core material (core metal) 11 and a roller body 12 which is integrally provided so as to cover the outer periphery of the core material 11.
【００２２】芯材１１は、アルミニウム、鉄等の導電性
を有する円柱金属棒からなる。The core material 11 is made of a conductive cylindrical metal rod such as aluminum or iron.
【００２３】ローラ本体１２は、硬質熱可塑性樹脂に比
表面積の大小異なる２種の導電性材料を混合してなる成
形用材料で形成されている。なお、第３の導電性材料を
混合するようにしてもよい。The roller body 12 is made of a molding material made by mixing two kinds of conductive materials having different specific surface areas with a hard thermoplastic resin. Note that the third conductive material may be mixed.
【００２４】硬質熱可塑性樹脂としては、例えば、アク
リロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂（ＡＢＳ）、
ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ポリカーボネート樹脂（Ｐ
Ｃ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、ＰＢＴ、ポ
リアミド樹脂（ナイロン樹脂）等が用いられる。ここ
で、硬質の熱可塑性樹脂を用いたのは、トナーが付着し
にくく、油分が滲み出て感光体を汚染しにくいからであ
る。また、「硬質」とは、感光体に押し当てても潰れな
い、すなわち、ゴム弾性を示さないことを意味する。そ
の中でも耐クリープ性（長時間の加圧で変形しない）の
高いエンジニアリングプラスチック類が好ましく、特
に、かかる点でＡＢＳやＰＰＥが好適である。As the hard thermoplastic resin, for example, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS),
Polystyrene resin (PS), polycarbonate resin (P
C), polyphenylene ether (PPE), PBT, polyamide resin (nylon resin), etc. are used. Here, the reason why the hard thermoplastic resin is used is that the toner is less likely to adhere to the oil, and the oil content is less likely to exude and contaminate the photoconductor. Further, “hard” means that it does not collapse even when pressed against the photoconductor, that is, it does not exhibit rubber elasticity. Among them, engineering plastics having high creep resistance (not deformed by pressing for a long time) are preferable, and ABS and PPE are particularly preferable in this respect.
【００２５】導電性材料としては、例えば、カーボンブ
ラック、金属粉、カーボンファイバ等が用いられるが、
かかる用途に汎用であることからカーボンブラックが好
適に用いられる。As the conductive material, for example, carbon black, metal powder, carbon fiber, etc. are used.
Carbon black is preferably used because it is versatile for such purposes.
【００２６】導電性材料のうち比表面積の大きいものは
主として電気抵抗の調整を図る機能を果たす一方、比表
面積の小さいものはそれらの間に介在することにより全
体としての導電性材料の分散状態を均一化して電気抵抗
の安定化を図る機能を果たす。Among the conductive materials, those having a large specific surface area mainly serve the function of adjusting electric resistance, while those having a small specific surface area intervene between them so that the dispersed state of the conductive material as a whole is improved. It functions to equalize and stabilize the electrical resistance.
【００２７】導電性材料をカーボンブラックとした場
合、比表面積の大小異なる２種の導電性材料であるカー
ボンブラックは、硬質熱可塑性樹脂１００質量部に５〜
３０質量部混合するようにするのがよい。そうすること
によってローラ本体１２の成形時において、溶融した成
形用材料の粘度によらず成形品の固化後の電気抵抗が一
定化されるという作用効果が適正に営まれることとな
る。かかる作用効果は、硬質熱可塑性樹脂１００質量部
に１５質量部以下の少ない導電性材料を混合した成形用
材料のように射出成形での電気抵抗の均一化が困難であ
る場合に特に顕著となる。また、比表面積の大きいカー
ボンブラックの混合量としては硬質熱可塑性樹脂１００
質量部に対して４〜１２質量部、及び比表面積の小さい
カーボンブラックの混合量としては硬質熱可塑性樹脂１
００質量部に対して２〜１０質量部が好適であり、どち
らの混合量が多くてもよい。When carbon black is used as the conductive material, carbon black, which is two kinds of conductive materials having different specific surface areas, is contained in an amount of 5 to 100 parts by mass of the hard thermoplastic resin.
It is preferable to mix 30 parts by mass. By doing so, when the roller body 12 is molded, the effect that the electric resistance after solidification of the molded product becomes constant regardless of the viscosity of the melted molding material is properly performed. Such action and effect are particularly remarkable when it is difficult to make the electric resistance uniform in injection molding, such as a molding material in which 100 parts by mass of a hard thermoplastic resin is mixed with less than 15 parts by mass of a conductive material. . Further, the mixing amount of carbon black having a large specific surface area is 100% for the hard thermoplastic resin.
As a mixing amount of 4 to 12 parts by mass with respect to parts by mass and carbon black having a small specific surface area, the hard thermoplastic resin 1
2 to 10 parts by mass is suitable with respect to 00 parts by mass, and either mixing amount may be large.
【００２８】また、比表面積の大きいカーボンブラック
としては、ＢＥＴ式による比表面積が８００ｍ2／ｇ以
上であるもの（例えば、三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラック等）、比表面積の小さいカーボンブラック
としては、ＢＥＴ式による比表面積が１００ｍ2／ｇ以
下であるもの（例えば、アセチレンブラック等）が好適
である。そうすることによってローラ本体１２の成形時
において、溶融した成形用材料の粘度によらず固化後の
電気抵抗が一定化されるという作用効果が適正に営まれ
ることとなる。なお、前者は、ＤＢＰ吸油量が概ね３０
０ｍｌ／１００ｇ以上及びポアエリア（空孔度）が概ね
８０ｍ2／ｇ以上にそれぞれ相当する一方、後者は、Ｄ
ＢＰ吸油量が概ね２５０ｍｌ／１００ｇ以下及びポアエ
リア（空孔度）が概ね２０ｍ2／ｇ以下にそれぞれ相当
する。なお、ＢＥＴ式による比表面積はカーボンブラッ
ク表面の細孔部も含んだ表面積を表したものであり、Ｄ
ＢＰ吸油量はカーボンストラクチャー（カーボンブラッ
ク粒子が連鎖して繋がった状態）の発達性の指標であ
り、ポアエリアはＢＥＴ式による比表面積とカーボンブ
ラック粒子の細孔部の表面積を含まないＣＴＡＢ表面積
との差であって、カーボンブラック粒子の形状の指標で
ある。As the carbon black having a large specific surface area, a carbon black having a specific surface area according to the BET formula of 800 m 2 / g or more (for example, trade name: Ketjen Black manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), a carbon black having a small specific surface area, etc. As the above, those having a specific surface area according to the BET formula of 100 m 2 / g or less (for example, acetylene black etc.) are preferable. By doing so, when the roller body 12 is molded, the effect that the electric resistance after solidification becomes constant regardless of the viscosity of the melted molding material is properly performed. The former has a DBP oil absorption of about 30.
0 ml / 100 g or more and the pore area (porosity) correspond to 80 m 2 / g or more, respectively, while the latter is D
The BP oil absorption is approximately 250 ml / 100 g or less and the pore area (porosity) is approximately 20 m 2 / g or less, respectively. The specific surface area according to the BET formula represents the surface area including the fine pores on the surface of carbon black, and D
The BP oil absorption is an index of the developability of a carbon structure (a state in which carbon black particles are connected in a chain), and the pore area is defined by the BET specific surface area and the CTAB surface area not including the surface area of the pores of the carbon black particles. The difference is an indicator of the shape of the carbon black particles.
【００２９】そして、ローラ本体１２は、芯材１１の外
周に成形用材料を射出成形により形成されたものであ
り、いずれの部位の体積抵抗率も１０4〜１０9Ω・ｃｍ
の範囲内にあり且つ体積抵抗率の最大値が最小値の５倍
以下となっている。The roller body 12 is formed by injection molding a molding material on the outer periphery of the core material 11, and the volume resistivity of any part is 10 4 to 10 9 Ω · cm.
And the maximum value of the volume resistivity is 5 times or less than the minimum value.
【００３０】この帯電ローラ１０の製造方法について説
明する。A method of manufacturing the charging roller 10 will be described.
【００３１】まず、帯電ローラ成形用の射出成形用金型
内に芯材１１をセットし、金型を射出成形機に装着す
る。それと共に、射出成形機のホッパから上記の成形用
材料を投入し、シリンダ内で加熱溶融させると共にスク
リューで混練する。First, the core material 11 is set in the injection molding die for molding the charging roller, and the die is mounted on the injection molding machine. At the same time, the above molding material is charged from the hopper of the injection molding machine, heated and melted in the cylinder, and kneaded by the screw.
【００３２】次いで、溶融させた成形用材料を射出成形
用金型内に射出し、芯材１１の外周にローラ本体１２を
成形して帯電ローラ１０を形成させて冷却する。Next, the molten molding material is injected into the injection molding die, the roller body 12 is molded on the outer periphery of the core material 11 to form the charging roller 10, and the charging roller 10 is cooled.
【００３３】しかる後、射出成形用金型を開き、帯電ロ
ーラ１０を取り出す。Then, the injection molding die is opened and the charging roller 10 is taken out.
【００３４】上記の帯電ローラ１０の構成によれば、射
出成形によりローラ本体１２が形成されているので、そ
の寸法精度を極めて高いものとすることができる。According to the structure of the charging roller 10 described above, since the roller body 12 is formed by injection molding, the dimensional accuracy thereof can be made extremely high.
【００３５】また、ローラ本体１２を形成する成形用材
料として硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小異なる２種
の導電性材料を少なくとも混合してなるものを用いてい
るので、射出速度差や金型内での溶融した成形用材料の
流動速度差に起因する電気抵抗差が小さいものとなり、
それによって同質なものを連続して多数製造することが
できるのに加えて、個々のローラ本体１２の電気抵抗の
ばらつきを小さくすることができる。Further, as a molding material for forming the roller body 12, a material obtained by mixing at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas with a hard thermoplastic resin is used. The difference in electrical resistance due to the difference in the flow velocity of the molten molding material within is small,
As a result, a large number of products of the same quality can be continuously manufactured, and in addition, variations in the electric resistance of the individual roller bodies 12 can be reduced.
【００３６】[0036]
【実施例】（試験評価サンプル）分子量がそれぞれ異な
る高粘度ＡＢＳ、中粘度ＡＢＳ及び低粘度ＡＢＳを準備
し、以下の各例に係る成形用材料を調整した。EXAMPLES (Test Evaluation Sample) High viscosity ABS, medium viscosity ABS and low viscosity ABS having different molecular weights were prepared, and molding materials according to the following examples were prepared.
【００３７】−例１−
高粘度ＡＢＳ１００質量部に、比表面積１０００ｍ2／
ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラックを８質量部混合した成形用材料を例１とし
た。Example 1 100 parts by mass of high-viscosity ABS, specific surface area of 1000 m 2 /
Example 1 was a molding material in which 8 parts by mass of carbon black (trade name: Ketjen Black manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed.
【００３８】−例２−
高粘度ＡＢＳ１００質量部に、比表面積１０００ｍ2／
ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラック）を８質量部と、比表面積７０ｍ 2／ｇの
カーボンブラック（電気化学工業社製、アセチレンブラ
ック）を５質量部とを混合した成形用材料を例２とし
た。-Example 2-
High viscosity ABS 100 parts by mass, specific surface area 1000 m2/
g carbon black (trade name: Ketch manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
8 parts by mass and specific surface area of 70 m 2/ G
Carbon black (made by Denki Kagaku Kogyo, acetylene bra
Example 2 is a molding material in which 5 parts by weight of
It was
【００３９】−例３−
中粘度ＡＢＳ１００質量部に、比表面積１０００ｍ2／
ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラック）を８質量部混合した成形用材料を例３と
した。Example 3-100 parts by weight of medium viscosity ABS, specific surface area of 1000 m 2 /
Example 3 was a molding material in which 8 parts by mass of g of carbon black (trade name: Ketjen Black manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed.
【００４０】−例４−
中粘度ＡＢＳ１００質量部に、比表面積１０００ｍ2／
ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラック）を８質量部と、比表面積７０ｍ 2／ｇの
カーボンブラック（電気化学工業社製、アセチレンブラ
ック）を５質量部とを混合した成形用材料を例４とし
た。-Example 4-
Medium viscosity ABS 100 parts by mass, specific surface area 1000 m2/
g carbon black (trade name: Ketch manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
8 parts by mass and specific surface area of 70 m 2/ G
Carbon black (made by Denki Kagaku Kogyo, acetylene bra
Example 5 is a molding material in which 5 parts by weight of
It was
【００４１】−例５−
低粘度ＡＢＳ１００質量部に、比表面積１０００ｍ2／
ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラック）を８質量部混合した成形用材料を例５と
した。Example 5-100 parts by mass of low-viscosity ABS, specific surface area of 1000 m 2 /
Example 5 was a molding material in which 8 parts by mass of g of carbon black (trade name: Ketjen Black manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) was mixed.
【００４２】−例６−
低粘度ＡＢＳ１００質量部に、比表面積１０００ｍ2／
ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケッチ
ェンブラック）を８質量部と、比表面積７０ｍ 2／ｇの
カーボンブラック（電気化学工業社製、アセチレンブラ
ック）を５質量部とを混合した成形用材料を例６とし
た。-Example 6-
Low viscosity ABS 100 parts by mass, specific surface area 1000 m2/
g carbon black (trade name: Ketch manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
8 parts by mass and specific surface area of 70 m 2/ G
Carbon black (made by Denki Kagaku Kogyo, acetylene bra
Example 5 is a molding material in which 5 parts by weight of
It was
【００４３】−例７−
ポリスチレン樹脂１００質量部に、比表面積１０００ｍ
2／ｇのカーボンブラック（三菱化学社製 商品名：ケ
ッチェンブラック）を８質量部と、比表面積７０ｍ2／
ｇのカーボンブラック（電気化学工業社製、アセチレン
ブラック）を５質量部とを混合した成形用材料を例７と
した。-Example 7- 100 parts by mass of polystyrene resin, specific surface area of 1000 m
8 parts by mass of 2 / g carbon black (trade name: Ketjen Black manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and a specific surface area of 70 m 2 /
Example 7 was a molding material prepared by mixing 5 parts by mass of carbon black (acetylene black manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.).
【００４４】（試験評価方法）キャピラリーレオメータ
（東洋精機社製キャピログラフ）を用い、例１と例２、
例３と例４及び例５と例６のそれぞれの組み合わせ並び
に例７について、同一温度及び同一押出速度でキャピラ
リーダイスから成形用材料を押し出し、そのときの溶融
した成形用材料の粘度を測定した。各組合わせについて
設定温度及び設定速度を２〜３水準変量した。(Test Evaluation Method) Using a capillary rheometer (Capillograph manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), Example 1 and Example 2,
For each of the combinations of Example 3 and Example 4 and Example 5 and Example 6 and Example 7, the molding material was extruded from the capillary dice at the same temperature and the same extrusion rate, and the viscosity of the molten molding material at that time was measured. For each combination, the set temperature and the set speed were changed by 2-3 levels.
【００４５】キャピラリーレオメータから押し出された
樹脂ロッドを表面抵抗計（三菱化学社製 商品名：ハイ
レスタ）を用いて表面抵抗を測定し、それにロッドの厚
さを乗して体積抵抗率に換算した。The surface resistance of the resin rod extruded from the capillary rheometer was measured using a surface resistance meter (trade name: Hiresta manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), and the thickness of the rod was multiplied to convert it into a volume resistivity.
【００４６】（試験評価結果）例１及び２の粘度と体積
抵抗率との関係を図２に、例３及び４の粘度と体積抵抗
率との関係を図３に、例５及び６の粘度と体積抵抗率と
の関係を図４に、例７の粘度と体積抵抗率との関係を図
５に、それぞれ示す。(Test Evaluation Results) The relationship between the viscosity and the volume resistivity of Examples 1 and 2 is shown in FIG. 2, the relationship between the viscosity and the volume resistivity of Examples 3 and 4 is shown in FIG. 3, and the viscosity of Examples 5 and 6 is shown. And the volume resistivity are shown in FIG. 4, and the relationship between the viscosity and volume resistivity of Example 7 is shown in FIG. 5, respectively.
【００４７】図２によれば、いずれの温度条件において
も、比表面積の大きいカーボンブラックのみを混合した
例１よりも比表面積が大小異なる２種のカーボンブラッ
クを混合した例２の方が粘度の変化に対する体積抵抗率
の変化が小さい（直線の傾きの絶対値が小さい）のが分
かる。同様に、図３及び４によれば、例３よりも例４、
例５よりも例６の方が粘度の変化に対する体積抵抗率の
変化が小さいのが分かる。具体的には、２種のカーボン
ブラックを混合した例２、４及び６では、いずれも体積
抵抗率の最大値が最小値の５倍以下となっている。これ
は、主として電気抵抗の調整を図るための比表面積の大
きなカーボンブラックの分散状態に粗密が生じても比表
面積の小さなカーボンブラックがその粗密を補うように
分散するために全体としてカーボンブラックの均一分散
化が図られ、それによって溶融した成形用材料の粘度に
よらず成形後の電気抵抗が一定化されるためであると考
えられる。According to FIG. 2, under any temperature condition, the viscosity of Example 2 in which two kinds of carbon black having different specific surface areas are mixed is higher than that of Example 1 in which only carbon black having a large specific surface area is mixed. It can be seen that the change in volume resistivity with respect to the change is small (the absolute value of the slope of the straight line is small). Similarly, according to FIGS. 3 and 4, Example 4, rather than Example 3,
It can be seen that the change in volume resistivity with respect to the change in viscosity is smaller in Example 6 than in Example 5. Specifically, in Examples 2, 4 and 6 in which two types of carbon black are mixed, the maximum value of the volume resistivity is 5 times or less than the minimum value in each case. This is because even if the dispersed state of carbon black having a large specific surface area for adjusting the electric resistance is coarse and dense, the carbon black having a small specific surface area is dispersed so as to compensate for the coarse and dense, so that the carbon black as a whole is uniform. It is considered that this is because dispersion is achieved, and thereby the electric resistance after molding is made constant regardless of the viscosity of the molten molding material.
【００４８】図５によれば、ポリスチレン樹脂を用いた
例７もまた、温度に関わりなく、粘度の変化に対する体
積抵抗率の変化が小さいことが確認できる。From FIG. 5, it can be confirmed that also in Example 7 using polystyrene resin, the change in volume resistivity with respect to the change in viscosity is small regardless of the temperature.
【００４９】以上より、帯電ローラのローラ本体を形成
する成形用材料として硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大
小異なる２種のカーボンブラックを混合したものを用い
ることにより、射出速度差や金型内での溶融した成形用
材料の流動速度差に起因する電気抵抗差が小さいものと
なるので、同質なものを連続して多数製造することがで
き、また、個々のローラ本体の電気抵抗のばらつきを小
さくすることができるといえる。From the above, by using a mixture of two kinds of carbon black having different specific surface areas in a hard thermoplastic resin as a molding material for forming the roller body of the charging roller, the injection speed difference and the inside of the mold can be improved. Since the difference in the electrical resistance due to the difference in the flow rate of the molten molding material is small, it is possible to continuously manufacture many of the same quality and to reduce the variation in the electrical resistance of each roller body. It can be said that you can.
【図１】本発明の実施形態に係る帯電ローラの斜視図で
ある。FIG. 1 is a perspective view of a charging roller according to an exemplary embodiment of the present invention.
【図２】例１及び２の粘度と体積抵抗値との関係を示す
グラフ図である。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the viscosity and the volume resistance value in Examples 1 and 2.
【図３】例３及び４の粘度と体積抵抗値との関係を示す
グラフ図である。FIG. 3 is a graph showing the relationship between viscosity and volume resistance value in Examples 3 and 4.
【図４】例５及び６の粘度と体積抵抗値との関係を示す
グラフ図である。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the viscosity and the volume resistance value in Examples 5 and 6.
【図５】例７の粘度と体積抵抗値との関係を示すグラフ
図である。FIG. 5 is a graph showing the relationship between viscosity and volume resistance value in Example 7.
【図６】複写機の構成を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a configuration of a copying machine.
【符号の説明】 １０ 帯電ローラ １１ 芯材（芯金） １２ ローラ本体 ２０ 複写機 ２１ 光源 ２２ 原稿 ２３ａ〜３３ｄ ミラー ２４ レンズ ２５ 感光体ドラム ２６ 現像装置 ２７ トナー ２８ 転写装置 ２９ 記録紙 ３０ ブラシ ３１ ブレード ３２ 除電装置 ３３ 熱ローラ ３４ 加圧ローラ ３５ 帯電ローラ[Explanation of symbols] 10 charging roller 11 Core material (core metal) 12 roller body 20 Copier 21 light source 22 manuscript 23a-33d mirror 24 lenses 25 photoconductor drum 26 Developing device 27 toner 28 Transfer device 29 recording paper 30 brushes 31 blade 32 Static eliminator 33 Heat roller 34 Pressure roller 35 charging roller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H200 FA13 GA23 HA01 HA28 HB12 HB45 HB46 LC03 MA02 MA06 MA17 MB01 MB04 3J103 AA02 AA13 AA32 EA02 EA11 FA18 GA02 GA57 GA58 HA03 HA20 HA45 HA46 HA52 4F206 AB13 AB18 AB24 AD18 AH04 JA07 JB12 JF02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 2H200 FA13 GA23 HA01 HA28 HB12 HB45 HB46 LC03 MA02 MA06 MA17 MB01 MB04 3J103 AA02 AA13 AA32 EA02 EA11 FA18 GA02 GA57 GA58 HA03 HA20 HA45 HA46 HA52 4F206 AB13 AB18 AB24 AD18 AH04 JA07 JB12 JF02
Claims (6)
を射出成形してローラ本体を形成した帯電ローラであっ
て、 上記成形用材料は、硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小
異なる２種の導電性材料を少なくとも混合してなること
を特徴とする帯電ローラ。1. A charging roller in which a molding material is injection-molded on the outer periphery of a conductive core material to form a roller body, wherein the molding material is made of a hard thermoplastic resin having a different specific surface area. A charging roller comprising a mixture of at least one kind of conductive material.
て、 上記ローラ本体は、いずれの部位においても体積抵抗率
が１０4〜１０9Ω・ｃｍの範囲内にあり且つ体積抵抗率
の最大値が最小値の５倍以下であることを特徴とする帯
電ローラ。2. The charging roller according to claim 1, wherein the roller body has a volume resistivity in the range of 10 4 to 10 9 Ω · cm and a maximum value of the volume resistivity at any portion. Is less than or equal to 5 times the minimum value.
において、 上記比表面積の大小異なる２種の導電性材料はいずれも
カーボンブラックであることを特徴とする帯電ローラ。3. The charging roller according to claim 1, wherein the two kinds of conductive materials having different specific surface areas are carbon black.
て、 上記成形用材料は、上記比表面積の大小異なる２種の導
電性材料であるカーボンブラックが上記硬質熱可塑性樹
脂１００質量部に対して５〜３０質量部混合されている
ことを特徴とする帯電ローラ。4. The charging roller according to claim 3, wherein the molding material comprises two kinds of conductive materials having different specific surface areas, that is, carbon black, with respect to 100 parts by mass of the hard thermoplastic resin. A charging roller characterized by being mixed in an amount of 5 to 30 parts by mass.
において、 上記カーボンブラックのうち比表面積の大きい方は、Ｂ
ＥＴ式による比表面積が８００ｍ2／ｇ以上である一
方、比表面積の小さい方は、ＢＥＴ式による比表面積が
１００ｍ2／ｇ以下であることを特徴とする帯電ロー
ラ。5. The charging roller according to claim 3, wherein one of the carbon blacks having a larger specific surface area is B.
The charging roller is characterized in that the specific surface area according to the ET formula is 800 m 2 / g or more, while the smaller specific surface area has a specific surface area according to the BET formula is 100 m 2 / g or less.
をセットするステップと、 硬質熱可塑性樹脂に比表面積の大小異なる２種の導電性
材料を少なくとも混合してなる成形用材料を溶融させる
ステップと、 上記溶融させた成形用材料を上記射出成形用金型内に射
出することにより上記芯材の外周にローラ本体を成形し
て帯電ローラを形成するステップと、 上記射出成形用金型から上記帯電ローラを取り出すステ
ップと、 を備えたことを特徴とする帯電ローラの製造方法。6. A step of setting a conductive core material in an injection molding die, and a molding material obtained by mixing at least two kinds of conductive materials having different specific surface areas with a hard thermoplastic resin. A step of melting, a step of forming a charging roller by forming a roller body on the outer periphery of the core material by injecting the molten molding material into the injection molding die, and the injection molding metal And a step of taking out the charging roller from a mold, the method comprising:
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