电子照相设备用带电辊的制作方法

专利名称：电子照相设备用带电辊的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子照相设备用带电辊。
背景技术：
一直以来，采用电子照相方式的复印机、打印机、传真机等电子照相设备得到了广泛使用。在这些电子照相设备的内部，安装有形成静电潜像的感光鼓等感光体。为了在感光体上形成静电潜像，需要预先使感光体表面带电。因此，为了使该感光体带电，通常使用半导电性的带电辊。作为上述带电辊，如图17所示，已知有一种带电辊100，其结构如下，在具有导电性的轴体102的外周形成辊状的橡胶弹性体104，在该橡胶弹性体104的表面，根据需要依次形成有表层106等。在带电辊100中，贯通辊状的橡胶弹性体104地设有轴体102。这种带电辊通常通过将轴体同轴地放置在管(状)模具中，在模具与轴体间的间隙中注入橡胶弹性体形成材料并进行加热之后，进行脱模等而成形。除了上述辊结构以外，还提出了具有其他结构的带电辊的方案。例如，在专利文献 1中，公开了一种带电辊，其结构如下，在向EPDM等中分散碳而形成的管状部件的内部装入海绵部件，在外侧形成高电阻层，在两端配置由导电性树脂、金属等构成的法兰。此外，在专利文献2中，公开了由限制部件将由空心的弹性材料构成的没有轴体的带电辊按压在感光鼓上的结构。专利文献1 特开平6-208278号公报专利文献2 特开2009-300767号公报近年来，复印机等电子照相设备的高速化、高画质化的趋势加速。在该趋势中，对于在电子照相设备中安装的带电辊，要求在与感光鼓的接触中具有均勻的接触性。这是因为，在接触性不均勻时，易于产生不均勻图像等图像不良情况。为得到均勻的接触性，带电辊不产生形状不勻是重要的。但是，通常已知的现有带电辊因向管模具注入弹性体形成材料时的压力而使轴体弯曲，其结果，存在形状恶化从而接触性下降的问题。这是因为，由于通过贯通辊状弹性体的轴体而将弹性体的辊面长度整体向感光鼓按压，因此形状不勻对轴体方向整体产生影响。此外，最近，为了实现低成本化需要减少材料使用量，使轴体直径和辊直径变细的需求也增多。但是，使轴体越细则轴体的刚性越低，向管模具注入材料时轴体易于弯曲。另外，在使辊直径变细而实现低成本化的情况下，由于模具与轴体间的间隙变小，因此在向管模具注入材料时轴体依然易于弯曲。为避免这些问题，可考虑使用粘度尽可能低的弹性材料来抑制材料注入时的压力。但是，若采用该方法，则可使用的弹性材料受到限制。虽然除此之外也可考虑使用分型模来成形辊状弹性体，但是，需要研磨产生的模型接缝处。并且，产生由于模型接缝处而导致的电阻不勻，这对于带电辊很不利。

发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的是提供可确保良好的接触性的电子照相设备用带电辊。为解决上述问题，本发明涉及的电子照相设备用带电辊，具有辊状的弹性体；第一短轴体，其固定到所述弹性体的一个端部的辊轴；和第二短轴体，其固定到所述弹性体的另一端部的辊轴。此时，优选地，所述第一短轴体和所述第二短轴体中的任一个都是空心体，通过所述弹性体进入两短轴体的内部，使所述弹性体与所述两短轴体的内部紧贴。在该情况下，优选地，在所述弹性体的两端面，分别一体形成有从该端面的中心部分向外侧延伸的延伸部，通过所述弹性体的两延伸部分别进入所述两短轴体的内部，在比所述弹性体的端面靠外侧处将所述两短轴体固定到所述弹性体。对此，在所述第一短轴体和所述第二短轴体皆是空心体的情况下，所述两短轴体的各自的内侧端部可从所述弹性体的两端面进入所述弹性体的内部。此时，优选满足以下的条件(1)12 < B/A1U2 < B/A2 (1)其中，Al 所述第一短轴体与所述弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度，A2 所述第二短轴体与所述弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度，B 所述弹性体的辊面长度。此外，在本发明涉及的电子照相设备用带电辊中，所述第一短轴体和所述第二短轴体也可皆是实心体。在该情况下，优选满足以下的条件O)12 < B/A1 < 150、12 < B/A2 < 150 (2)其中，Al 所述第一短轴体与所述弹性体重叠的区域的长度，A2 所述第二短轴体与所述弹性体重叠的区域的长度，B 所述弹性体的辊面长度。在这些情况下，优选还满足以下的条件(3)D-dl > l、D_d2 > 1 (3)其中，D 所述弹性体的外径(mm)，dl 所述第一短轴体的外径(mm)，d2 所述第二短轴体的外径(mm)。本发明涉及的电子照相设备用带电辊，具有辊状的弹性体；第一短轴体，其在所述弹性体的一个端部的辊轴上固定；和第二短轴体，其在所述弹性体的另一端部的辊轴上固定。因此，辊状弹性体的辊面长度部的刚性下降，辊面长度部变柔软，能以沿着感光体的表面的方式追随感光体的表面，因而接触性提高。因而，难以发生辊的形状导致的图像不良情况，可有助于电子照相设备的高画质化。此外，虽然以往已知的普通带电辊为防止形状不勻而在轴体的两端施加载荷，但根据本发明涉及的带电辊，可取消该载荷。因此，即使在电子照相设备内长期放置的情况下也能抑制图像不良情况。再有，由于不需要在管模具的轴芯整体范围内设置轴体，所以弹性体形成材料的注入性提高，可以有助于生产性的提高。此外，也可适用注入性不好的某些高粘度的弹性体形成材料，弹性体的材料选择余地扩大。此时，两短轴体由空心体构成，在通过弹性体进入两短轴体的内部而使弹性体与两短轴体的内部紧贴时，在两短轴体的内部得到两短轴体和弹性体的紧贴性。因此，即使缩短两短轴体与弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度，也可确保两短轴体和弹性体的辊面长度部的接合强度。而且，在缩短两短轴体与弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度时，短轴体的旋转中的晃动(上下移动)难以传递到弹性体的辊面长度部的端部，因此在高速旋转时，弹性体的辊面长度部的端部也难以晃动，可提高高速旋转时的弹性体的辊面长度部的端部处的接触性。其结果，消除弹性体的辊面长度部的端部处的带电不足，可抑制弹性体的辊面长度部的端部处的图像不良的发生。此外，由于在两短轴体的内部得到两短轴体和弹性体的紧贴性，因此也可消除两短轴体与弹性体的辊面长度部重叠的区域。即，在弹性体的两端面分别一体形成从该端面的中心部分向外侧延伸的延伸部，并且弹性体的两延伸部分别进入两短轴体的内部，从而能在比弹性体的端面靠外侧将两短轴体固定在弹性体上。在该情况下，由于消除两短轴体与弹性体的辊面长度部重叠的区域，因此短轴体的旋转中的晃动更难以传递到弹性体的辊面长度部的端部，因而在高速旋转时，弹性体的辊面长度部的端部也难以晃动，可进一步提高高速旋转时的弹性体的辊面长度部的端部处的接触性。这里，在两短轴体的内侧端部从弹性体的端面进入其内部的结构中，在满足上述条件(1)的情况下，接触性和端部的耐久性之间的平衡优良。因此，可在长期得到良好的图像。此外，在所述第一短轴体和所述第二短轴体皆是实心体的情况下，在满足上述条件0)的情况下，接触性和端部的耐久性之间的平衡优良。因此，可在长期得到良好的图像。另外，在满足上述条件(3)的情况下，在短轴体和感光体之间难以产生端部漏电， 因此易于得到良好的图像。


图1是第一实施方式涉及的带电辊的剖视图。图2是用于说明弹性体和短轴体的配置关系的图。图3是用于说明弹性体的外径和短轴体的直径之间关系的图。图4是用于说明弹性体的弯曲量的图。图5是第二实施方式涉及的带电辊的剖视图。图6是第三实施方式涉及的带电辊的剖视图。图7是第四实施方式涉及的带电辊的剖视图。图8是第五实施方式涉及的带电辊的剖视图。图9是第六实施方式涉及的带电辊的剖视图。图10是第七实施方式涉及的带电辊的剖视图。图11是说明短轴体由实心体构成的情况下的高速旋转中的带电辊的动作的示意图。
图12是第八实施方式涉及的带电辊的剖视图。图13是说明短轴体由空心体构成的情况下的旋转中的带电辊的动作的示意图。图14是第九实施方式涉及的带电辊的剖视图。图15是第十实施方式涉及的带电辊的剖视图。图16是第十一实施方式涉及的带电辊的剖视图。图17是现有的带电辊的剖视图。图18是示出实施例和比较例的表1，其中，在实施例中，第一短轴体和第二短轴体使用相同部件，两端的条件相同。图19是示出实施例和比较例的表2，其中，在实施例中，第一短轴体和第二短轴体使用相同部件，两端的条件相同；“*1”表示A = Omm的情况下，B/A的值为无穷大，因此用 “(_)”表示。
具体实施例方式下面使用附图来详细说明本发明涉及的电子照相设备用带电辊。图1是第一实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图1所示，带电辊IOA具有辊状的弹性体12、第一短轴体 1 和第二短轴体14b。第一短轴体1 和第二短轴体14b皆是实心体。第一短轴体Ha 在弹性体12的一个端部的辊轴上固定。第二短轴体14b在弹性体12的另一端部的辊轴上固定。带电辊IOA没有如以往那样贯通弹性体12地配置刚性高的长轴体。因此，弹性体12 的辊面长度部变得柔软。弹性体12在辊轴上沿辊轴存在空心部12a。在该空心部12a的端部，固定有第一短轴体14a的内侧端部和第二短轴体14b的内侧端部。在存在此类空心部12a的情况下， 弹性体12的辊面长度部变得更柔软。因此，有利于接触性的提高。此外，由于可实现弹性体形成材料的减少，因此可有助于低成本化。从易于确保与感光体的接触性的观点出发，弹性体12具有橡胶弹性较好。此外， 弹性体12可由一个或两个以上的弹性层构成。在带电辊IOA中，在弹性体12的表面上形成有表层16。表层16主要用于保护弹性体12的表面。再有，表层16是可根据需要而形成的部分。表层16可由单层构成，也可由多层构成。虽然表层16的厚度没有特别限制，但从使电阻值难以上升等观点出发，优选处于 0.01 100 μ m。此类带电辊IOA例如可如下述那样制造。即，用挤出机将弹性体形成材料管状地挤出。然后，在该管的两端插入各短轴体以根据需要进行加热处理。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图2是用于说明弹性体和短轴体的配置关系的图。如图2所示，在将第一短轴体 14a与弹性体12重叠的区域的长度设为Al，将第二短轴体14b与弹性体12重叠的区域的长度设为A2，将弹性体12的辊面长度设为B时，优选满足以下的条件(2)。12 < B/A1 < 150、12 < B/A2 < 150 (2)这是因为，在带电辊IOA满足条件⑵的情况下(即，弹性体12的端部厚度为 0. 5mm以上)，接触性和端部的耐久性之间的平衡优良。具体地，在B/A1、B/A2的值比12大时，易于得到良好的接触性。B/A1、B/A2的下限值较优选为20以上，更优选为40以上。另一方面，在B/Al、B/A2的值比150小时，易于确保弹性体和短轴体的紧贴力，易于抑制弹性体的端部的破坏从而易于提高耐久性。B/Al、B/A2的上限值较优选为100以下，更优选为 80以下。再有，Al的长度和A2的长度可以相同也可以不同。优选地，从易于得到均勻的辊旋转等观点出发，Al的长度和A2的长度较佳相同。此外，只要第一短轴体14a、第二短轴体 14b在弹性体12上固定，则可以是与弹性体12接合的状态，也可以是压入弹性体12中的状态。图3是用于说明弹性体的外径和短轴体的直径之间关系的图。如图3所示，在将弹性体12的外径(mm)设为D、将第一短轴体14a的直径(mm)设为dl、将第二短轴体的直径(mm)设为d2时，优选满足以下的条件(3)。D-dl > l、D_d2 > 1 (3)这是因为，在带电辊IOA满足条件(3)的情况(S卩，弹性体12的端部厚度为0. 5mm 以上)下，在短轴体和感光体之间难以发生端部漏电，因此易于得到良好的图像。具体地， 在D-dl、D-d2的值比1大时，第一短轴体14a、第二短轴体14b和感光体的间隙增多，因此难以在短轴体与感光体间发生漏电，易于得到良好的图像。D-dl、D-d2的下限值较优选为1. 2 以上，更优选为1. 5以上。再有，虽然dl和d2的值可以相同也可以不同，但是，优选地，从易于得到均勻的辊旋转等的观点来看，dl和d2的值较佳相同。图4是用于说明弹性体的弯曲量的图。如图4所示，对于带电辊10A，在将弹性体 12的弯曲量即在离第一短轴体1 和第二短轴体14b的外侧端面5mm的内侧位置处保持第一短轴体1 和第二短轴体14b的下侧时的弯曲角度设为θ的情况下，该θ优选为大于 5°。这是因为，易于沿感光体追随感光体，易于提高接触性。θ值较优选为10° 90°的范围内，更优选为15° 80°的范围内。下面作为变形例对其他实施方式进行说明。以下所示的变形例中，上述带电辊IOA 中的弹性层12的结构大不相同。图5是第二实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图5所示，带电辊IOB与图1所示的带电辊IOA相比，在弹性体12没有空心部12a这点上不同。在采用该结构的情况下， 由于弹性体12变厚，因此具有改善电特性劣化的优点。带电辊IOB例如可如下述那样制造。即，在管金属模具中注入弹性体形成材料之后，在金属模具的两端帽插入各短轴体而用帽盖住以根据需要进行加热处理，将弹性体形成材料成形为辊状。脱模后，在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图6是第三实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图6所示，带电辊IOC与图5所示的带电辊IOB相比，在弹性体12为两层结构这点上不同。具体地，图6的弹性体12具有基层12b、在基层12b的外周面形成的中间层12c。而且，在该中间层12c的外周面，形成有表层16。此外，第一短轴体1 和第二短轴体14b皆在基层12b的端部固定。在采用该结构的情况下，可对弹性体12的各层进行不同的功能设定，例如，可进行使基层12b具有辊的基体功能，使中间层12c具有电阻调整功能等细致的功能设定，具有电阻不勻等减小从而易于帮助带电辊的性能提高的优点。带电辊IOC例如可如下述那样制造。即，在管金属模具中注入基层形成材料之后， 在金属模具的两端帽插入各短轴体而用帽盖住以根据需要进行加热处理，将基层形成材料成形为辊状。脱模后，在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布中间层形成材料，根据需要进行加热处理。再有，在该辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、 滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图7是第四实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图7所示，带电辊IOD与图6所示的带电辊IOC相比，在弹性体12的基层12b具有空心部1 这点上不同。在采用该结构的情况下，通过空心部1 使弹性体12的辊面长度部的柔软性提高，接触性提高，此外，可对弹性体12的各层进行不同的功能设定，例如，可进行使基层12b具有辊的基体功能，使中间层12c具有电阻调整功能等细致的功能设定，具有电阻不勻等减小从而易于帮助带电辊的性能提高的优点。带电辊IOD例如可如下述那样制造。即，用二层挤出机将基层形成材料、中间层形成材料一同挤出为管状。然后，在该管的两端插入各短轴体以根据需要进行加热处理。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图8是第五实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图8所示，带电辊IOE与图5所示的带电辊IOB相比，在第一轴体1 和第二轴体14b之间由导电性的线材18(例如，电线等的金属线等)连接这点上不同。导电性的线材18在辊轴上配置。在采用该结构的情况下，电易于从辊轴在周向上均勻地流动，因此具有可施加均勻的带电性的优点。再有，导电性的线材18比短轴体细或者刚性足够低，因此不会使辊产生形状不勻。带电辊IOE例如可如下述那样制造。即，在用十字头挤出机边将导电性的线材18 卷绕在弹性体形成材料边挤出之后，使两端的短轴体与线材18接合插入以根据需要进行加热处理。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图9是第六实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图9所示，带电辊IOF与图1所示的带电辊IOA相比，在弹性体12的空心部1 存在第三轴体20这点上不同。第三轴体 20不与第一短轴体1 和第二短轴体14b接触，在两者之间形成间隙22。通过该间隙22 的存在，与图17所示的现有的带电辊100相比，可使弹性体12的辊面长度部具有柔软性。 在采用该结构的情况下，弹性体12的辊面长度部不会过度柔软，因此具有操作性优良等优点ο该带电辊IOF例如可如下述那样制造。即，用挤出机将弹性体形成材料挤出为管状。然后，从该管的任一端部插入第三轴体20，配置在预定位置，并且在管的两端以不与第三轴体20接触的方式设置间隙22以插入各短轴体，根据需要进行加热处理。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图10是第七实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图10所示，带电辊IOG与图1所示的带电辊IOA相比，在第一短轴体1 和第二短轴体14b是空心体这点上不同。在采用该结构的情况下，在辊旋转时，有时在第一短轴体14a、第二短轴体14b的旋转时产生晃动 (上下移动)，但如果是空心体，则比实心体重量轻，所以在产生晃动(上下移动)时弹性体 12难以剧烈运动，具有易于确保辊面长度部的接触性的优点。再有，图10所示的第一短轴体1 和第二短轴体14b在其内部具有沿轴向贯通，且在其两端开口的通孔，但是，也可将通孔的一端或两端用盖覆盖以进行封闭。这里，带电辊IOA IOG通过短轴体的内侧端部的外周面和弹性体的端部之间的紧贴性而得到短轴体和弹性体的接合强度。该情况下，为确保接合强度，如图11(a)所示， 短轴体14a、14b与弹性体12重叠的区域的长度Al、A2优选如上述那样具有预定的长度。于是，如图11(b)所示，在短轴体14a、14b的旋转中发生晃动时(在旋转中短轴体 14a、14b的轴端上下移动时)，因短轴体14a、14b的端部进入弹性体12的辊面长度部的影响，而存在辊面长度部的端部随着短轴体14a、14b的上下移动而从感光体40的表面浮起的情况。特别是，随着电子照相设备的高速化，在带电辊10的转速提高的情况下，存在辊面长度部的端部的浮起变得更大的情况。这样，存在因带电辊10的端部处的带电不足而对画质产生影响的情况。此外，为确保带电辊10的辊面长度部的表面和感光体40的表面的接触性，如图 11(a)所示，存在向带电辊10的两端的短轴体14a、14b作用载荷的情况。在该载荷增大时， 短轴体14a、14b的外侧端部下降，与之相伴，如图11(b)所示，存在辊面长度部的端部从感光体40的表面浮起的情况。下面说明对于该结构的带电辊IOA IOG的其他变形例。图12是第八实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图12所示，带电辊30A具有辊状的弹性体32、第一短轴体3 和第二短轴体34b。与带电辊IOA同样，从易于确保与感光体的接触性的观点出发，弹性体32较佳具有橡胶弹性。此外，弹性体32可由一个或两个以上的弹性层构成。另外，与带电辊IOA同样，在弹性体32的表面上形成有表层36。再有，表层36可根据需要而形成。第一短轴体3 和第二短轴体34b皆是在其内部具有沿轴向贯通的空心部的空心体。空心部的一端开口，而另一端由盖覆盖密封。再有，空心体也可以使空心部的两端开口。 辊状的弹性体32是实心体。在辊状的弹性体32的两端面，分别一体形成从该端面的中心部分向外侧延伸的延伸部32a、32b。在弹性体32的一个端部的端面形成的延伸部3 直到其根部全都从第一短轴体 34a的开口端侧进入第一短轴体34a内部，与第一短轴体34a的内部紧贴。第一短轴体3 的开口端配置在与弹性体32的一个端部的端面接触的位置，没有从弹性体32的端面进入弹性体32的内部。S卩，第一短轴体3 不存在与弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域。 因此，第一短轴体3 在比弹性体32的一个端部的端面靠外侧处固定在弹性体32的一个端部的辊轴上。同样地，在弹性体32的另一端部的端面形成的延伸部32b直到其根部全都从第二短轴体34b的开口端侧进入第二短轴体34b内部，与第二短轴体34b的内部紧贴。第二短轴体34b的开口端配置在与弹性体32的另一端部的端面接触的位置，没有从弹性体32的端面进入弹性体32的内部。即，第二短轴体34b不存在与弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域。因此，第二短轴体34b在比弹性体32的另一端部的端面靠外侧处固定在弹性体 32的另一端部的辊轴上。带电辊30A由该结构的第一短轴体3 和第二短轴体34b在其两端支撑，而不是如以往那样由贯通到辊面长度部的刚性高的长轴体支撑。因此，辊面长度部32c没有刚性， 辊面长度部32c可以以沿着感光体的表面的方式追随感光体的表面，因此接触性提高。
而且，根据该结构的带电辊30A，由于可在两短轴体34a、34b的内部得到两短轴体 34a,34b和弹性体32的紧贴性，因此即使不存在两短轴体34a、34b和弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域，也可确保两短轴体34a、34b和弹性体32的辊面长度部32c的接合强度。在如上述那样不存在两短轴体34a、34b和弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域的情况下，短轴体34a、34b的旋转中的晃动(上下移动)难以传递到弹性体32的辊面长度部32c的端部。即，如图13所示，与短轴体34a、34b的旋转时的晃动(上下移动)一起运动的部分留在弹性体32的延伸部32a、32a，可抑制短轴体34a、34b的上下移动所导致的辊面长度部32c的端部的浮起。这样，辊面长度部32c的接触性提高。而且，由于如上述那样辊面长度部32c难以与短轴体34a、34b的上下移动联动，因此在带电辊30A的转速提高的情况下，也可抑制辊面长度部32c的端部的浮起。即，即使在带电辊30A的高速旋转时， 辊面长度部32c对感光体的接触性也优良。同样地，在带电辊30A的两端作用载荷，即使在短轴体34a、34b的外侧端部下降的情况下，由于可抑制辊面长度部32c的端部的浮起，因此辊面长度部32c对感光体的接触性也优良。带电辊30A例如可如下述那样制造。即，在管金属模具中注入弹性体形成材料之后，在金属模具的两端帽插入各短轴体而用帽盖住以根据需要进行加热处理，将弹性体形成材料成形为辊状。由于各短轴体是空心状，因此弹性体形成材料进入空心内部。这样，在弹性体32的端面形成延伸部32a、32b。脱模后，在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。此外，也可通过以下那样的方法来制造带电辊30A。即，在具有将弹性体的辊面长度部和延伸部一体成形的金属模具内面的金属模具内注入弹性体形成材料之后，进行加热处理，将弹性体形成材料成形为具有延伸部的辊状。脱模后，将延伸部插入各短轴体。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图14是第九实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图14所示，带电辊30B与图11 所示的带电辊30A相比，在第一短轴体3 的开口端配置在从弹性体32的一个端部的端面向外侧离开距离C的位置，第二短轴体34b的开口端配置在从弹性体32的另一端部的端面向外侧离开距离C的位置这点上不同。这样，如果第一短轴体3 和第二短轴体34b从弹性体32的端面离开，则辊面长度部32c更加难以与短轴体34a、34b的上下移动联动。因此，辊面长度部32c对感光体的接触性变得更好。此时，从辊面长度部32c的端部到短轴体 34a(34b)的开口端(端部)的距离C优选为5mm以下。在距离C过大时，用短轴体34a(34b) 保持辊面长度部32c的力下降从而辊面长度部32c的端部的耐久性易于下降。可通过以下的方法来制造带电辊30B。即，在具有将弹性体的辊面长度部和延伸部一体成形的金属模具内面的金属模具内注入弹性体形成材料之后，进行加热处理，将弹性体形成材料成形为具有延伸部的辊状。脱模后，将延伸部插入各短轴体。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图15是第十实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图15所示，带电辊30C与图11 所示的带电辊30A相比，在第一轴体3 和第二轴体34b之间由导电性的线材38 (例如，电线等的金属线等)连接这点上不同。导电性的线材38在辊轴上配置。导电性的线材38只要是在不妨碍弹性体32的弯曲性的范围内的刚性线材(粗细、材质等)即可。在采用该结构的情况下，与图8所示的带电辊IOE同样，电易于从辊轴在周向上均勻地流动，因此具有可施加均勻的带电性的优点。再有，导电性的线材38是比短轴体更细、或者刚性足够低的材料，因此不会使辊产生形状不勻。带电辊30C例如可如下述那样制造。即，在用十字头挤出机边将导电性的线材38 卷绕在弹性体形成材料边挤出之后，使两端的短轴体与线材38接合插入以根据需要进行加热处理。在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。图16是第十一实施方式涉及的带电辊的剖视图。如图16所示，带电辊30D与图 11所示的带电辊30A相比，不同点在于，第一短轴体34a的开口端从弹性体32的一个端部的端面进入辊面长度部32c的内部，且第二短轴体34b的开口端从弹性体32的另一端部的端面进入辊面长度部32c的内部。即，在两短轴体34a、34b具有与弹性体32的辊面长度部 32c重叠的区域这点上不同。根据该结构的带电辊30D，与图11所示的带电辊30A同样，由于可在两短轴体 34a,34b的内部得到两短轴体34a、34b和弹性体32的紧贴性，因此即使缩短两短轴体34a、 34b和弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域的长度，也可确保两短轴体34a、34b和弹性体32的辊面长度部32c的接合强度。而且，在如上述那样缩短两短轴体34a、34b和弹性体 32的辊面长度部32c重叠的区域的长度时，短轴体34a、34b的旋转中的晃动(上下移动) 难以传递到弹性体32的辊面长度部32c的端部，因此可抑制短轴体34a、34b的上下移动所导致的辊面长度部32c的端部的浮起。由此，辊面长度部32c的接触性提高。而且，由于如上述那样辊面长度部32c难以与短轴体34a、34b的上下移动联动，因此在带电辊30D的转速提高的情况下，也可抑制辊面长度部32c的端部的浮起。即，即使在带电辊30D的高速旋转时，辊面长度部32c对感光体的接触性也优良。同样地，即使在带电辊30D的两端作用载荷，短轴体34a、34b的外侧端部下降的情况下，也可抑制辊面长度部32c的端部的浮起，因此辊面长度部32c对感光体的接触性优良。此外，根据该结构的带电辊30D，由于在两短轴体34a、34b的外周面也可得到两短轴体34a、34b和弹性体32的紧贴性，因此易于抑制弹性体32的端部的破坏，可提高耐久性。在带电辊30D中，在将第一短轴体3 与弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域的长度设为Al，将第二短轴体34b与弹性体32的辊面长度部32c重叠的区域的长度设为 A2，将弹性体32的辊面长度设为B时，优选满足以下的条件(1)。12 < B/A1U2 < B/A2 (1)这是因为，在带电辊30D满足条件(1)的情况下，接触性和端部的耐久性之间的平衡优良。具体地，在B/A1、B/A2的值比12大时，易于得到良好的接触性。B/Al、B/A2的下限值较优选为20以上，更优选为40以上。另一方面，B/Al、B/A2的上限值没有特别限制。 作为上限值的优选值，为225以下。在B/A1、B/A2的值比225小时，更易于确保弹性体和短轴体的紧贴力，易于抑制弹性体的端部的破坏从而易于提高耐久性。B/Al、B/A2的上限值较优选为100以下，更优选为80以下。再有，Al的长度和A2的长度可以相同也可以不同。优选地，从易于得到均勻的辊旋转等观点出发，Al的长度和A2的长度较佳相同。带电辊30D例如可如下述那样制造。即，在管金属模具中注入弹性体形成材料之后，在金属模具的两端帽插入各短轴体而用帽盖住以根据需要进行加热处理，将弹性体形成材料成形为辊状。由于各短轴体是空心状，因此弹性体形成材料进入空心内部。这样，在弹性体32的端面形成延伸部32a、32b。脱模后，在得到的辊体的表面上通过浸涂法、喷涂法、滚涂法等涂布方法来涂布表层形成材料，根据需要进行加热处理。在带电辊30A 30D中，也与图3所示的带电辊IOA同样，将弹性体32的外径(mm) 设为D，将第一短轴体的外径(mm)设为dl，将第二短轴体的外径(mm)设为d2，优选满足上述条件⑶。在以上所述的带电辊IOA IOG中，第一短轴体14a、第二短轴体14b、第三轴体 20的材质具有导电性即可，具体地，可举出铁、不锈钢、铝等金属材料。此外，在上述带电辊 30A 30D中，第一短轴体34a、第二短轴体34b的材质具有导电性即可，具体地，可举出铁、 不锈钢、铝等金属材料。此外，作为构成弹性体的主要材料，可使用各种橡胶材料。作为上述橡胶材料，例如，可使用乙烯-丙烯橡胶(EPDM)、丁苯橡胶(SBR)、硅酮橡胶、丁二烯橡胶(BR)、异戊二烯橡胶(IR)、丙烯酸类橡胶(ACM)、氯丁橡胶(CR)、聚氨酯橡胶、氟橡胶、表氯醇橡胶(EC0、 CO)、聚氨酯系合称橡胶、天然橡胶(NR)、丁腈橡胶(NBR)、氢化丁腈橡胶(H-NBR)等。可使用这些橡胶中的单独一种，或者，也可将两种以上混合使用。这些橡胶材料也可适当地含有一种或两种以上超导电碳黑(ketchen black)、 乙炔黑等碳黑、石墨、钛酸钾、氧化铁、C-TiO2, c-ZnO, C-SnO2等电子导电剂或者三甲基十八烧基高氯酸铵(trimethyloctadecylammonium perchlorate)、节基三甲基氯化铵 (benzyltrimethylammonium chloride)等季铵盐、高氯酸锂、高氯酸钾等被称为离子导电剂的各种导电剂，或根据需要，还可添加膨胀剂、增强剂、加工助剂、硬化剂、硫化促进剂、交联齐IJ、交联助剂、发泡剂、抗氧化剂、塑化剂、紫外线吸收剂、硅油、润滑剂、助剂、界面活性剂等各种添加剂。作为构成表层16、36的主要材料，例如，可例示丙烯酸树脂、丙烯酸硅树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、丁醛树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、氟橡胶、氟树脂、氟树脂和氟橡胶的混合物、硅树脂、丙烯酸变性硅树脂、硅变性丙烯酸树脂、氟变性丙烯酸树脂、丁腈橡胶、聚氨酯橡胶、将这些材料交联的树脂等。其中可单独使用这些材料中一种，也可将两种以上混合使用。特别是，从耐磨损性优良等观点出发，可适当地使用交联聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸硅树脂、氟变性丙烯酸树脂等。表层16、36也可含有导电剂。此外，表层16、36根据需要适当地含有粗糙度形成剂、塑化剂、平衡剂等各种添加剂中的一种或两种以上。实施例下面使用实施例来详细说明本发明。〈轴体〉准备具有表1所示的外径、长度的铁制的实心圆柱状的短轴体。此外，准备具有表 1所示的外径、长度的铁制的实心圆柱状的现有轴体(金属芯)。另外，准备具有表2所示的外径、长度的铝制的空心圆柱状的短轴体。再有，在本实施例中，第一短轴体和第二短轴体使用相同部件。〈弹性体形成材料〉准备以下的组合A、B、C来作为弹性体形成材料。组合A将表氯醇-环氧乙烷-烯丙基缩水甘油醚共聚物(夕^ V—社制、“工C夕口 7 一 CG102”) 100重量份、三甲基十八烷基高氯酸铵1重量份、氧化锌(三井金属鉱業社制)5 重量份、硬脂酸(花王社制、7 ” S-30”)l重量份、硫化促进剂(大内新興化学工業社制、“ “”一 DM，，)0. 5重量份、硫磺1重量份(鶴見化学工業社制、“寸A ” 7”卞 PTC”)、硫化促进剂(大内新興化学工業社制、“7 ”力，一 TT”)0. 5重量份、硫化促进剂 (大内新興化学工業社制、“7 ” -t，一 TRA”)0. 5重量份混合，使用辊来混炼，从而调制组合A涉及的组合物。组合B相对于EPDM(三井化学社制、“EPT4046”) 100重量份，以氧化锌两种(三井金属鉱業社制)6重量份、硬脂酸(花王社制、“At 7 ” S30”)2重量份、碳黑(電気化学工業社制、“ r y力m 9 HS-100，，)10重量份、石蜡油(出光石油化学社制、“夕·、τ f / 口七 ^ PW380”)70重量份、硫化促进剂(大内新兴化学工业社制、“7 ”七，一 BZ”)2重量份、 硫化促进剂(大内新興化学工業社制、“7 ”力，一 CZ”)3重量份、硫磺(鶴見化学工業社制)1重量份的比例混合，使用辊来混炼，从而调制组合B涉及的组合物。组合C相对于N-甲氧基甲基化尼龙(帝国化学社制、“卜^夕> EF30T”)100重量份，以三羟甲基三聚氰胺(住友化学社制、m V、” ％ M3”)30重量份、超导电碳黑EC( ’
^ > 7· 9^ -1 ν 3 t义社制)15重量份的比例混合，在甲醇-甲苯混合溶
液(甲醇甲苯=7 3)500重量份中混合搅拌，调制组合C涉及的组合物。<实施例和比较例涉及的带电辊的制作>(实施例1 4、9 11)对该各实施例，制作具有图5所示的辊结构的带电辊。即，在管金属模具中注入组合A涉及的组合物之后，在金属模具的两端帽插入表1所示的各短轴体而用帽盖住，以 170°C X50分钟的条件进行硫化。脱模后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例1 4、9 11涉及的带电辊。(实施例5)对实施例5，制作具有图1所示的辊结构的带电辊。即，用挤出机将组合A涉及的组合物管状地挤出之后，在该管的两端插入表1所示的短轴体，以170°C X50分钟的条件进行硫化。然后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例5涉及的带电辊。(实施例6)对实施例6，制作具有图6所示的辊结构的带电辊。即，在管金属模具中注入组合B涉及的组合物之后，在金属模具的两端帽装入表1所示的短轴体而用帽盖住，以 180°C X50分钟的条件进行硫化。脱模后，在得到的辊体的表面上浸涂组合A涉及的组合物，以170°C X 50分钟的条件进行热处理。再有，在该辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例6涉及的带电辊。(实施例7)对实施例7，制作具有图7所示的辊结构的带电辊。即，用双层挤出机将组合B涉及的组合物、组合A涉及的组合物管状地挤出之后，在该管的两端插入表1所示的短轴体， 以180°C X50分钟的条件进行硫化。然后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例7涉及的带电辊。(实施例8)对实施例8，制作具有图8所示的辊结构的带电辊。即，用十字头挤出机边将电线在组合A涉及的组合物上卷绕边挤出之后，将两端的短轴体与电线接合插入，以 170°C X 50分钟的条件进行硫化。然后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物， 以150°C X 50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例8涉及的带电辊。(实施例12、15)制作具有图12所示的辊结构的带电辊。即，在管金属模具中注入组合A涉及的组合物之后，在金属模具的两端帽装入表2所示的短轴体而用帽盖住，以170°C X50分钟的条件进行硫化。脱模后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X 50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例12、15涉及的带电辊。再有，对于实施例12，使用外侧端部由盖密封的短轴体，对于实施例15，使用两端部没有密封的短轴体。(实施例13、14、18)制作具有图16所示的辊结构的带电辊。即，在管金属模具中注入组合A涉及的组合物之后，在金属模具的两端帽装入表2所示的各短轴体而用帽盖住，以170°C X50分钟的条件进行硫化。脱模后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X 50 分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例13、14、18涉及的带电辊。再有，对于实施例13、 14、18，使用外侧端部由盖密封的短轴体。(实施例16)制作具有图15所示的辊结构的带电辊。即，用十字头挤出机边将电线在组合A涉及的组合物上卷绕边挤出之后，将两端的短轴体与电线接合插入，以170°C X50分钟的条件进行硫化。然后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。这样，得到实施例16涉及的带电辊。再有，对于实施例16，使用外侧端部由盖密封的短轴体。(实施例17、19)制作具有图14所示的辊结构的带电辊。即，在具有弹性体的辊面长度部和延伸部一体成形的金属模具内面的金属模具中注入组合A涉及的组合物之后，将金属模具的两端用帽盖住来封闭，以170°C X50分钟的条件进行硫化。脱模后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。再有，将弹性体的延伸部插入表2所示的各短轴体。这样，得到实施例17、19涉及的带电辊。再有，对于实施例17、 19，使用外侧端部由盖密封的短轴体。(比较例1)对于比较例1，制作具有图17所示的辊结构的带电辊。即，在管金属模具中同轴地设置现有轴体，在金属模具与现有轴体间的间隙中注入组合A涉及的组合物后，用帽盖住，以170°C X50分钟的条件进行硫化。脱模后，在得到的辊体的表面上浸涂组合C涉及的组合物，以150°C X50分钟的条件进行热处理。这样，得到比较例1涉及的带电辊。〈评价〉(图像评价)将各带电辊安装到市场销售的彩色激光打印机(DELL社制，“Color Laser 3110cn")中，用麦克贝斯(Macbeth)浓度计来测定在输出全黑图像时的、辊的形状原因所导致的周向的浓度不勻。浓度差为0.2以下的带电辊判断为接触性优良，可得到优良图像而记做“◎”，浓度差为0. 21 0. 3的带电辊判断为接触性较好，可得到较好图像而记做 “〇”，浓度差为0. 31 0. 49的带电辊判断为接触性稍差但尚能允许而记做“Δ”，浓度差为 0. 5以上的带电辊判断为接触性差，图像不良而记做“ X ”。(带电性不勻评价)将各带电辊安装到市场销售的彩色激光打印机(DELL社制，“Color Laser 3110cn")中，将边使感光体以预定的转数旋转边施加DC(直流)1200V时的感光体一周的最大电位和最小电位之差(Δν)作为带电性不勻的值。将带电性不勻为IOV以下的情况设为优良的“◎”，将11 20V的情况设定为较好的“〇”，将21 50的情况设定为稍差但尚能允许的“Δ”，将51V以上的情况设定为差“ X ”。(耐久评价)将各带电辊安装到市场销售的彩色激光打印机(DELL社制，"Color Laser 3110cn")中，确认在连续输出图像时，直到弹性层和短轴体的接合部分剥离而取下短轴体的时刻的输出图像的页数。将该页数为3000张以上的情况判断为耐久性优良而记做“◎”， 将2000 四99张的情况判断为耐久性较好而记做“〇”，将1000 1999张的情况判断为耐久性稍差但尚能允许而记做“Δ”，将999张以下的情况判断为耐久性差而记做“ X ”。(端部漏电评价)将各带电辊置于直径30mm的金属辊上，用漏电试验机(KIKUSUI社制，“T0S5051 ”) 实施漏电试验。将漏电电压比0. SkV大的情况判断为端部的耐漏电性优良而记做“◎”，将 0. 6 0. 7kV的情况判断为端部的耐漏电性较好而记做“〇”，将0. 4 0. 5kV的情况判断为端部的耐漏电性稍差但尚能允许而记做“Δ”，将0. 3kV以下的情况判断为端部的耐漏电性差而记做“ X ”。在表1、表2中，一并表示制作的各带电辊的辊结构的详情、评价结果。在将表1、表2的结果相对比较时可知以下内容。比较例1涉及的带电辊是长轴体贯通辊状弹性体的内部的结构。因此，因弹性体形成材料注入时的压力而使轴体弯曲，由此导致发生形状不勻从而接触性下降，产生图像不良。与之相对，实施例1 19涉及的带电辊皆在弹性体的两端部分别固定短轴体。因此，辊状弹性体的辊面长度部变柔软，以沿感光体的表面的方式追随感光体的表面，从而接触性提高，不会产生辊的形状引起的图像不良，可得到良好的图像。此外，可知，即使采用该结构，也不会显著损坏耐久性和端部的耐漏电性。因此，根据本发明涉及的带电辊，确认到能有助于电子照相设备的高画质化、耐久性的提高。此外，在比较实施例涉及的带电辊彼此时，在短轴体由实心体构成的实施例1 11中，特别是，B/A值处于12 150范围内的实施例1 9涉及的带电辊确认到接触性和端部的耐久性的平衡优良。此外，D-d的值比1大的实施例1 3、5 8、10、11涉及的带电辊在短轴体和感光体之间难以产生端部漏电，因此确认到易于得到良好的图像。此外，确认到，与短轴体由实心体构成的实施例1相比，短轴体由空心体构成的实施例14其高速旋转时的带电性不勻评价提高，高速旋转时的接触性提高。另外，确认到，在比较短轴体由空心体构成的带电辊彼此时，与短轴体具有与弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度A( = Al = A2)的结构的实施例14相比，在短轴体不具有与弹性体的辊面长度部重叠的区域的结构的实施例12中，高速旋转时的带电性不勻评价进一步提高，高速旋转时的接触性进一步提高。再有，确认到，在比较短轴体具有与弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度A的结构的实施例13、14、18时，B/A值为12以上的实施例其高速旋转时的接触性优良。还有，确认到，在比较短轴体不具有与弹性体的辊面长度部重叠的区域的结构的实施例12、17、19时，距离C为5mm以下的实施例其接触性和端部的耐久性之间的平衡优良。虽然以上对本发明的实施方式、实施例进行了说明，但本发明并不限于上述实施方式、实施例，在不脱离本发明精神的范围内可进行各种改变。附图标记说明
IOA第一实施方式的带电辊
IOB第二实施方式的带电辊
IOC第三实施方式的带电辊
IOD第四实施方式的带电辊
IOE第五实施方式的带电辊
IOF第六实施方式的带电辊
IOG第七实施方式的带电辊
12弹性体
12a空心部
12b基层
12c中间层
14a第一短轴体
14b第二短轴体
16表层
18导电性线材
20第三轴体
权利要求
1.一种电子照相设备用带电辊(IOA)，其特征在于，具有 辊状的弹性体(12)；第一短轴体(Ha)，其固定到所述弹性体一个端部的辊轴；和第二短轴体(14b)，其固定到所述弹性体另一端部的辊轴。
2.根据权利要求1所述的电子照相设备用带电辊，其特征在于，所述第一短轴体和所述第二短轴体中的任一个都是空心体，通过所述弹性体进入所述第一短轴体和所述第二短轴体的内部，使所述弹性体与所述第一短轴体和所述第二短轴体的内部紧贴。
3.根据权利要求2所述的电子照相设备用带电辊，其特征在于，在所述弹性体的两端面，分别一体形成有从该端面的中心部分向外侧延伸的延伸部 (3h、32b)，通过所述弹性体的两延伸部分别进入所述第一短轴体和所述第二短轴体的内部，在比所述弹性体的端面靠外侧处将所述第一短轴体和所述第二短轴体固定到所述弹性体。
4.根据权利要求3所述的电子照相设备用带电辊，其特征在于，所述第一短轴体面对所述弹性体侧的端面到所面对的所述弹性体的端面的距离和所述第二短轴体面对所述弹性体侧的端面到所面对的所述弹性体的端面的距离为5毫米以下。
5.根据权利要求2所述的电子照相设备用带电辊，其特征在于，满足以下条件 12 < B/A1U2 < B/A2,其中，Al为所述第一短轴体与所述弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度， A2为所述第二短轴体与所述弹性体的辊面长度部重叠的区域的长度， B为所述弹性体的辊面长度。
6.根据权利要求1所述的电子照相设备用带电辊，其特征在于，所述第一短轴体和所述第二短轴体中的任一个都是实心体，满足以下条件12 < B/A1 < 150、12 < B/A2 < 150， 其中，Al为所述第一短轴体与所述弹性体重叠的区域的长度， A2为所述第二短轴体与所述弹性体重叠的区域的长度， B为所述弹性体的辊面长度。
7.根据权利要求1 6中任一项所述的电子照相设备用带电辊，其特征在于，满足以下条件D-dl > l、D-d2 > 1，其中，D为所述弹性体的外径，单位为毫米， dl为所述第一短轴体的外径，单位为毫米， d2为所述第二短轴体的外径，单位为毫米。
全文摘要
本发明提供可确保良好接触性的电子照相设备用带电辊。电子照相设备用带电辊(10A)具有辊状弹性体(12)；第一短轴体(14a)，固定到弹性体(12)一个端部的辊轴；第二短轴体(14b)，固定到弹性体(12)另一端部的辊轴。优选满足12＜B/A1＜150、12＜B/A2＜150，其中A1是第一短轴体(14a)与弹性体(12)重叠的区域的长度，A2是第二短轴体(14b)与弹性体(12)重叠的区域的长度，B是弹性体(12)的辊面长度。此外，优选满足D-d1＞1、D-d2＞1，其中D是弹性体(12)的外径，d1是第一短轴体(14a)的外径，d2是第二短轴体(14b)的外径，单位都是毫米。
文档编号G03G15/02GK102411278SQ201110262758
公开日2012年4月11日 申请日期2011年9月7日 优先权日2010年9月22日
发明者土屋贤一, 石田政典 申请人:东海橡胶工业株式会社