JP2000284585A

JP2000284585A - 電子写真記録用ローラ

Info

Publication number: JP2000284585A
Application number: JP9522899A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Suzuki; 雅之鈴木; Koichi Ando; 紘一安藤; Takao Mizutani; 孝夫水谷; Masao Isoda; 雅夫礒田
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】印刷を繰り返しても、ローラの電気抵抗値が
低下することなく、良好な印刷品質を保持することがで
きる電子写真記録用ローラを提供する。【解決手段】現像ローラ９にトナーを供給するトナー
搬送ローラ７（ローラ１８）は補強材としてシリカを内
添した半導電性のシリコーンゴムの基材及び、半導電性
のシリコーンスポンジの基材と導電性シャフトとで構成
されており、シリカの添加量は２０部以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を用
いる複写機やプリンタ等の画像形成装置に使用される電
子写真記録用ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式を用いる画像形成装
置である電子写真プリンタにおいては帯電装置により感
光体ドラム表面を帯電させ、ＬＥＤヘッド等の露光部に
より感光体ドラム表面に静電潜像を書き込み、現像装置
により静電潜像にトナーを重ねて可視像化し、感光体ド
ラムと該感光体ドラムに対向して設けられた転写装置と
の間に印字媒体を搬送し、転写装置にトナーと逆極性の
数百ボルトから数千ボルトの電位差を与える。すると感
光体ドラムと転写装置との間に形成された一様な電場の
中で感光体ドラムから印字媒体へトナーが移動して転写
が行われる。

【０００３】上記感光体ドラムから印字媒体へと転写さ
れなかったトナーは次の露光プロセスの妨げにならない
ようにクリーニング装置により感光体ドラム表面に一様
に分散され現像装置により回収される。

【０００４】上記帯電装置、現像装置、転写装置、クリ
ーニング装置は様々な方式が用いられているが、構造の
簡素化やコストが低いという理由から、全てローラを用
いたローラ方式がよく用いられる。この場合、上記帯電
装置、転写装置、クリーニング装置はそれぞれ帯電ロー
ラ、転写ローラ、クリーニングローラから構成される。
また現像装置は現像ローラ及びトナー搬送ローラから構
成される。

【０００５】それぞれのローラは導電性シャフト（金属
シャフト）の周囲にローラ形状の半導電性のシリコーン
ゴムあるいは半導電性のシリコーンスポンジを取り付
け、必要に応じて表面コートが施されることにより形成
される。また上記半導電性のシリコーンゴム及び半導電
性のシリコーンスポンジには補強材としてシリカが添加
されており、半導電性のシリコーンゴムの基材及び半導
電性のシリコーンスポンジの基材に添加されるシリカ量
は３０部から５０部程度である。

【０００６】次に各ローラの働きについて説明する。帯
電ローラは感光体ドラムと接触回転し、シャフトに高電
圧を印加し、放電電荷により感光体ドラム表面に均一な
帯電を行い、更にはトナー付着による帯電電位のむらを
なくすため感光体ドラムに対して一定の周速比で回転す
る。

【０００７】現像ローラは現像ブレードと共にトナーを
均一な薄層に形成し、且つトナーを均一に帯電させ感光
体ドラム表面の静電潜像を忠実に現像する。また転写さ
れなかったトナーは次の露光プロセスの妨げにならない
ようにクリーニング装置により感光体ドラム表面に一様
に分散され現像ローラにより回収される。このときトナ
ーの回収を容易にするために、現像ローラは感光体ドラ
ムに対して一定の周速比で回転する。

【０００８】トナー搬送ローラは現像ローラとこすりあ
いながら回転し、トナーを現像ローラへと物理的、電気
的に搬送し、且つトナーに摩擦帯電を付加し、更に現像
ローラの未現像トナーを掻き落とす。

【０００９】転写ローラは感光体ドラムと接触回転し、
シャフトに高電圧を印加し、放電電荷により媒体上に感
光体ドラム上のトナー画像を転写する。

【００１０】クリーニングローラは感光体ドラムに対し
一定の周速比を持って接触回転することにより、感光体
ドラム上の残留トナーを分散させる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の電子写真プ
リンタにおいては、印刷を繰り返した場合、各ローラ、
特にトナー搬送ローラの電気抵抗値が低下し、それによ
りドラムカブリが増加したり、また電気抵抗値の低下に
よりトナー搬送ローラから余分なトナーが搬送され、そ
れにより、現像ローラを介し多量のトナーが感光体ドラ
ム上に載ってしまう場合があり、それ故、上記２つの理
由により印刷が行われないはずの場所にまで印刷が行わ
れ、印刷品位が低下してしまう等の不具合が発生する場
合があるという問題点があった。

【００１２】これは以下に示す理由によると考えられ
る。トナー搬送ローラの弾性体のローラ部分は半導電性
のシリコーンゴムあるいは、半導電性のシリコーンスポ
ンジを材質としているが、これを製造する際、半導電性
のシリコーンゴムの基材及び半導電性のシリコーンスポ
ンジの基材に補強材としてシリカが３０部から５０部程
度添加されている。図３に示すようにシリカ２０表面に
はシラノール基２１が存在するためシリカ２０は親水性
を示す。導電材にはカーボンを使用しているが、カーボ
ンは取り巻く水分の存在によりその導電特性が大きく影
響を受ける。つまりシリカ２０が吸湿することによりカ
ーボンの周りの水分が多くなり導電率が大きくなる。そ
れ故、シリカ２０の添加量が多いとローラとしての電気
抵抗値が低下してしまうためである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、第１の解決手段として、導電性のシャフト
と、該シャフトの周囲にシリカが添加された半導電性の
シリコーンゴムあるいは、シリカが添加された半導電性
のシリコーンスポンジをローラ形状に形成して固定する
ことにより形成される電子写真記録用ローラにおいて、
上記半導電性のシリコーンゴムの基材及び上記半導電性
のシリコーンスポンジの基材に添加されるシリカ量を２
０部以下としたものである。

【００１４】第２の解決手段として、導電性のシャフト
と、該シャフトの周囲にシリカが添加された半導電性の
シリコーンゴムあるいは、シリカが添加された半導電性
のシリコーンスポンジをローラ形状に形成して固定する
ことにより形成される電子写真記録用ローラにおいて、
上記シリカを疎水性シリカとしたものである。

【００１５】上記第１の解決手段によれば、半導電性の
シリコーンゴムの基材及び半導電性のシリコーンスポン
ジの基材に添加されるシリカ量を２０部以下としたこと
により、半導電性のシリコーンゴム及び半導電性のシリ
コーンスポンジの吸湿が少なくなり、ローラの電気抵抗
値の低下を抑えることができる。

【００１６】上記第２の解決手段によれば、半導電性の
シリコーンゴム及び半導電性のシリコーンスポンジに添
加するシリカを疎水性シリカとしたことにより、弾性体
のローラ部分の強度を損なうことなく、半導電性のシリ
コーンゴム及び半導電性のシリコーンスポンジの吸湿に
よるローラの電気抵抗値の低下を抑えることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にしたがって説明する。なお各図面に共通する要素には
同一の符号を付す。

【００１８】第１の実施の形態図１は第１の実施の形態の印字プロセスユニット部の構
造を示す説明図、図２は第１の実施の形態のトナー搬送
ローラの試験を示す説明図である。まず電子写真プリン
タに内蔵されている印字プロセスユニット部１の構造に
ついて説明する。図１においてこの印字プロセスユニッ
ト部１には、トナー画像を担持し、アルミニウム等の導
電性基層とその外周面に形成した感光体層とからなる感
光体ドラム２が設けられている。この感光体ドラム２は
矢印Ａ方向に所定のプロセススピードで回転駆動され
る。そして、この感光体ドラム２の周囲には、導電性シ
ャフト１３にマイナス（−）の帯電バイアスが印加され
ることによってローラ１４が感光体ドラム２表面に静電
荷を与える帯電ローラ３と、露光を行い、感光体ドラム
２上に静電潜像を形成するＬＥＤヘッド４と、トナーカ
ートリッジ５からトナー収容部６を介し、図示せぬ攪拌
バー及び、導電性シャフト１７と、このシャフト１７の
周囲に取り付けられたローラ１８とから成るトナー搬送
ローラ７により搬送され、（−）に帯電されたトナー８
を静電潜像に付着する現像ローラ９と、感光体ドラム２
に一定の力で押し付けられ、感光体ドラム２表面に形成
されたトナー画像を、図示せぬフィードローラにより搬
送されてきた印字媒体である用紙１０に転写する転写装
置である転写ローラ１１と、残留トナー８ａの帯電極性
とは逆のプラス（＋）の４５０Ｖのバイアス電圧をシャ
フト１５に印加し、転写後の感光体ドラム２表面に残留
した残留トナー８ａを吸引して除去すると共に、感光体
ドラム２表面の除電を行うクリーニング部であるクリー
ニングローラ１２が設けられている。なお、吸引した残
留トナー８ａは再び感光体ドラム２に付着され、該残留
トナー８ａは現像ローラ９で回収される。

【００１９】また、印字プロセスユニット部１よりも用
紙１０搬送方向下流側には転写されたトナー８を用紙１
０に定着する図示せぬ定着器が設けられており、この定
着器にはヒートローラが内蔵されている。

【００２０】なお、上記トナー搬送ローラ７と現像ロー
ラ９とで現像装置が構成されている。また上記トナー搬
送ローラ７のローラ１８は、補強材としてシリカが添加
された半導電性のシリコーンゴムあるいは、シリカが添
加された半導電性のシリコーンスポンジにより形成され
ている。そしてローラ１８のシリカ吸湿の影響を調べる
ために半導電性のシリコーンスポンジの基材に添加され
るシリカ量を０部、１０部、２０部、３０部、４０部、
５０部に調整した半導電性のシリコーンスポンジで形成
されたローラ１８を用意した。

【００２１】そしてそれぞれのローラ１８について実印
字及び加湿放置（セ氏６０度、湿度９０％で１０日間放
置）を行い、それぞれ初期抵抗値と印字後の抵抗値、及
び初期抵抗値と放置後の抵抗値を比較した。以下の表
１、表２に試験結果を示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】

【表２】

【００２４】ここで言うローラ１８の電気抵抗値とは図
２に示すようにシャフト１７に（−）３００Ｖのバイア
ス電圧を印加し外径８ｍｍ、幅２ｍｍのボールベアリン
グ１９を１０ｇｆの力で押し当て、５０ｒｐｍで回転さ
せたときに流れる電流から測定したものである。

【００２５】このようにいずれの場合も半導電性のシリ
コーンスポンジの基材に添加されるシリカ量が２０部以
下であると電気抵抗値の変化率が「１」に近付く（抵抗
値が下がらなくなる）ことが分かる。なお、ここでは
「１」に近付く程電気抵抗値の変化が少ないこととす
る。

【００２６】以上第１の実施の形態においては、半導電
性のシリコーンゴムの基材及び半導電性のシリコーンス
ポンジの基材に添加されるシリカ量を２０部以下とする
ことにより、半導電性のシリコーンゴム及び半導電性の
シリコーンスポンジの吸湿が少なくなり、電気抵抗値の
低下を抑えることができる。その結果、印刷を繰り返し
ても、トナー搬送ローラの電気抵抗値は低下することな
く、印刷が行われないはずの場所にまで印刷が行われ、
印刷品位が低下してしまう等の不具合は発生せず、良好
な印刷品質を保持することができる。

【００２７】また本実施の形態においてはトナー搬送ロ
ーラについて取り上げたが、半導電性のシリコーンゴム
あるいは、半導電性のシリコーンスポンジを使用する帯
電、現像、転写、クリーニングの各ローラにも適用可能
である。

【００２８】第２の実施の形態次に第２の実施の形態について説明する。上記第１の実
施の形態と同様な箇所には同一符号を付して説明は省略
する。なお、本実施の形態の印字プロセスユニット部の
構成は上記第１の実施の形態と同様であるので説明は省
略する。

【００２９】本実施の形態のトナー搬送ローラ７におい
ては、補強材として添加するシリカとして疎水性シリカ
を用いた半導電性のシリコーンゴムあるいは、同様に疎
水性シリカを用いた半導電性のシリコーンスポンジによ
りローラ１８を形成した。

【００３０】なお、上記疎水性シリカとはシリカ表面を
ジメチルシリコーン等で多い（表面処理という）シラノ
ール基を表面に出さないことで疎水性を得るシリカであ
り、ジメチルシリコーンで覆った製品（アエロジルＲ２
０２、ＲＹ２００等）の他に、オクチルシラン（アエロ
ジルＲ８０５等）、あるいはトリメチルシリル基（アエ
ロジルＲ８１２等）で覆った製品等がある。

【００３１】そして上記疎水性シリカを用いた半導電性
のシリコーンスポンジで形成したローラ１８について実
印字及び加湿放置（セ氏６０度、湿度９０％で１０日間
放置）を行い、初期抵抗値と印字後の抵抗値、及び初期
抵抗値と放置後の抵抗値を現状（表面処理を施していな
い）シリカを添加したローラと比較した（半導電性のシ
リコーンスポンジの基材に添加されるシリカ量はいずれ
も４０部）。以下の表３、表４に試験結果を示す。

【００３２】

【表３】

【００３３】

【表４】

【００３４】ここで言うローラ１８の電気抵抗値とは第
１の実施の形態と同様であり、図２に示すようにシャフ
ト１７に（−）３００Ｖのバイアス電圧を印加し外径８
ｍｍ、幅２ｍｍのボールベアリング１９を１０ｇｆの力
で押し当て、５０ｒｐｍで回転させたときに流れる電流
から測定したものである。

【００３５】このように添加剤として疎水性シリカを使
用した場合、いずれも表面処理を施していないシリカを
添加した場合に比べて電気抵抗値の低下が少なかった。
なお、抵抗値の変化率が「１」に近付く程電気抵抗値の
変化が少ないこととする。

【００３６】以上第２の実施の形態においては、トナー
搬送ローラ７において、疎水性シリカを用いた半導電性
のシリコーンゴムあるいは、同様に疎水性シリカを用い
た半導電性のシリコーンスポンジによりローラ１８を形
成することにより、ローラ１８の強度を損なうことな
く、半導電性のシリコーンゴム及び半導電性のシリコー
ンスポンジの吸湿による電気抵抗値の低下を抑えること
ができる。その結果、印刷を繰り返しても、トナー搬送
ローラの電気抵抗値は低下することなく、印刷が行われ
ないはずの場所にまで印刷が行われ、印刷品位が低下し
てしまう等の不具合は発生せず、良好な印刷品質を保持
することができる。

【００３７】また本実施の形態においてもトナー搬送ロ
ーラのみならず、半導電性のシリコーンゴム、あるいは
半導電性のシリコーンスポンジを使用する帯電、現像、
転写、クリーニングの各ローラにも適用可能である。

【００３８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、半導電性のシリコーンゴムの基材及び半導電性のシ
リコーンスポンジの基材に添加されるシリカ量を２０部
以下としたことにより、半導電性のシリコーンゴム及び
半導電性のシリコーンスポンジの吸湿が少なくなり、電
気抵抗値の低下を抑えることができる。その結果、印刷
を繰り返しても、ローラの電気抵抗値は低下することな
く、印刷が行われないはずの場所にまで印刷が行われ、
印刷品位が低下してしまう等の不具合は発生せず、良好
な印刷品質を保持することができる。

【００３９】またシリカを疎水性シリカとしたことによ
り、ローラ部分の強度を損なうことなく、半導電性のシ
リコーンゴム及び半導電性のシリコーンスポンジの吸湿
によるローラの電気抵抗値の低下を抑えることができ
る。その結果、印刷を繰り返しても、ローラの電気抵抗
値は低下することなく、印刷が行われないはずの場所に
まで印刷が行われ、印刷品位が低下してしまう等の不具
合は発生せず、良好な印刷品質を保持することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の印字プロセスユニット部の
構造を示す説明図である。

【図２】第１の実施の形態のトナー搬送ローラの試験を
示す説明図である。

【図３】従来例のシリカの表面の一部を示す部分拡大図
である。

【符号の説明】

７トナー搬送ローラ１７シャフト１８ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者水谷孝夫東京都港区芝浦４丁目11番地22号株式会社沖データ内 (72)発明者礒田雅夫東京都港区芝浦４丁目11番地22号株式会社沖データ内Ｆターム(参考） 2H077 AB04 AC04 AC16 AD06 AD32 FA13 FA22 FA25 GA11 3J103 AA02 FA30 GA02 GA32 GA52 GA57 GA58 HA03 HA18 HA20 HA22 HA53

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性のシャフトと、該シャフトの周囲
にシリカが添加された半導電性のシリコーンゴムあるい
は、シリカが添加された半導電性のシリコーンスポンジ
をローラ形状に形成して固定することにより形成される
電子写真記録用ローラにおいて、上記半導電性のシリコーンゴムの基材及び上記半導電性
のシリコーンスポンジの基材に添加されるシリカ量を２
０部以下としたことを特徴とする電子写真記録用ロー
ラ。
【請求項２】導電性のシャフトと、該シャフトの周囲
にシリカが添加された半導電性のシリコーンゴムあるい
は、シリカが添加された半導電性のシリコーンスポンジ
をローラ形状に形成して固定することにより形成される
電子写真記録用ローラにおいて、上記シリカを疎水性シリカとしたことを特徴とする電子
写真記録用ローラ。