JP2002168234A

JP2002168234A - 半導電性ゴムローラ

Info

Publication number: JP2002168234A
Application number: JP2000365546A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Harada; 倫宏原田; Kenji Ishii; 健二石井; Yoshie Takahashi; 美江高橋
Original assignee: Canon Chemicals Inc
Current assignee: Canon Chemicals Inc
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】帯電ローラや現像ローラ等の半導電性ロール
に要求される電気的性質を満足し、発泡ゴム組成物に含
まれる軟化剤のしみ出しによる電子写真感光体の汚染を
防止し、平滑な表面と低硬度を併せ持つ半導電性ゴムロ
ーラを提供することにある。【解決手段】導電性軸体の外周上に、少なくとも二層
の半導電性ゴム層が設けてあり、かつ該半導電性ゴム層
のうち、最外層が半導電性非発泡ゴム層であり、内側層
が半導電性発泡ゴム層からなる半導電性ゴムローラにお
いて、該最外層がラテックスタイプの半導電性非発泡ゴ
ム層からなり、該半導電性非発泡ゴム層が表面平滑性を
有することを特徴とする半導電性ゴムローラ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を利
用した複写機やプリンター等の画像形成装置における帯
電ローラや現像ローラ等の半導電性ローラに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真方式を利用した複写機
やプリンター等の画像装置では、電子写真感光体（ドラ
ム）を帯電し、露光を行って静電潜像を形成し、電子写
真感光体上の潜像に応じてトナーを付着して現像し、次
に電子写真感光体上のトナーを記録用紙等の記録媒体に
転移させて転写し、その後、電子写真感光体上に残って
いるトナーを清掃し、次の記録に備えるようになってい
る。

【０００３】近年では、電子写真方式を利用した複写機
やプリンター等の画像装置における帯電装置には、接触
帯電方式、特に半導電性ローラ（帯電ローラ）を用いた
接触帯電方式が使用されている。このものは、半導電性
ローラを電子写真感光体に所定の押圧力で当接させて、
半導電性ローラの軸体に所定の電圧を印加することによ
り、電子写真感光体表面を所定の電位に帯電するもので
ある。一般に、印加する電圧には、直流電圧に交流電圧
を併用した重畳電圧が用いられる場合が多い。

【０００４】この帯電ローラを電子写真感光体に圧接し
た状態で電圧を印加すると、交流電界の作用で電子写真
感光体と帯電ローラの間に力が働き電子写真感光体が振
動し、騒音が発生するという問題があった。この解決手
段として帯電ローラのバネ定数を下げる（低硬度化）方
法が知られており、バネ定数を下げるために発泡ゴムを
使用することが検討されている。しかしながら、発泡ゴ
ム単独では、平滑な表面をもったローラを得ることが難
しく、帯電ローラの表面平滑性が悪いと電子写真感光体
と均一な接触が得られにくく、画像に不具合が生じると
いった問題がある。また、発泡ゴムの硬さをより軟らか
くするために多量の軟化剤を添加した発泡ゴム組成物で
は、組成物中の軟化剤等がしみ出し、電子写真感光体を
汚染するといった問題もある。この発泡ゴム組成物中の
軟化剤等のしみ出しを防止するために、発泡ゴムの外周
上にエラストマー又は樹脂等をコーティングすることが
知られているが、発泡ゴム層の表面平滑性が悪いとコー
ティング後の表面平滑性も劣り、また、コーティング層
の厚みの均一性が悪くなり、局部的に薄くなっていると
ころで、異常放電等が発生するなどの不具合が生じる場
合もある。

【０００５】一方、現像ローラにおいては、電子写真感
光体と均一な接触が得られ、トナーが固着せずに適度に
搬送するために、低硬度で平滑な表面性が求められてい
る。

【０００６】この低硬度で、かつ、平滑な表面性を得る
ため発泡ゴムの外側に非発泡ゴムを配置した二層のゴム
層から成る半導電性ゴムローラが知られている。

【０００７】しかしながら、発泡ゴム層と非発泡ゴム層
の二層の半導電性ローラにおいては、一般に二機の押出
し機を使って未加硫のゴムを押出した後に、金型等を使
って加硫・発泡成形なされるが、非発泡ゴム層の厚みを
精度良くコントロールすることが難しく、また、薄い層
を形成することが困難であり、非発泡ゴム層が厚いため
に必要以上に硬さが上昇するという問題があった。ま
た、発泡ゴム層と非発泡ゴム層の間にエアー溜りが生じ
易く、所定の形状のものが得られない、部分的に硬さ・
抵抗値が変わるといった不具合が発生するといった問題
もあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような事情を背景になされたものであって、その解決課
題とするところは、帯電ローラや現像ローラ等の半導電
性ロールに要求される電気的性質を満足し、発泡ゴム組
成物に含まれる軟化剤のしみ出しによる電子写真感光体
の汚染を防止し、平滑な表面と低硬度を併せ持つ半導電
性ゴムローラを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に従って、導電性
軸体の外周上に、少なくとも二層の半導電性ゴム層が設
けてあり、かつ該半導電性ゴム層のうち、最外層が半導
電性非発泡ゴム層であり、内側層が半導電性発泡ゴム層
からなる半導電性ゴムローラにおいて、該最外層がラテ
ックスタイプの半導電性非発泡ゴム層からなり、該半導
電性非発泡ゴム層が表面平滑性を有することを特徴とす
る半導電性ゴムローラが提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
細に説明する。

【００１１】本発明は、導電性軸体の外周上に、少なく
とも二層の半導電性ゴム層が設けてあり、かつ該半導電
性ゴム層のうち、最外層が半導電性非発泡ゴム層であ
り、内側層が半導電性発泡ゴム層からなる半導電性ゴム
ローラにおいて、内側層が半導電性発泡ゴム層であり、
最外層がラテックスタイプの半導電性非発泡ゴム層から
なり、半導電性非発泡ゴム層が表面平滑性を有する。発
泡ゴム層の外側層が一般の半導電非発泡ゴムでは、厚み
を均一に、かつ、薄くすることが難しく、ラテックスタ
イプの半導電非発泡ゴムを用いる必要がある。

【００１２】ラテックスタイプの半導電性非発泡ゴム層
の厚みは、５μｍ〜２００μｍが好ましい。ラテックス
タイプの半導電性非発泡ゴム層の厚みを５μｍよりも薄
くするにはラテックスのゴム固形分の濃度を低くしなけ
ればならず乾燥に時間がかかり、また２００μｍよりも
厚いと繰り返し塗布が必要となりコストアップになるう
え、硬さも高くなって好ましくない。

【００１３】更に、ラテックスタイプの半導電性非発泡
ゴム層の表面粗さＲｚが１５μｍ以下であることが好ま
しい。すなわち、表面平滑性の指標として表面粗さＲｚ
で示すと１５μｍ以下であり、その数値が小さいほど良
い。

【００１４】前記半導電性発泡ゴム層の主材（ゴム成
分）には、以下のものが好適に用いられる。すなわち、
エチレン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、
天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエ
ンゴム（ＢＲ）及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）
からなる群より選ばれる１種又は２種以上混合したもの
が用いられる。これらのゴムは、汎用ゴムと言われコス
ト的に有利である。

【００１５】前記ラテックスタイプの半導電性非発泡ゴ
ム層の主材（ゴム成分）は、溶解度パラメーター値８．
７以上のもの、もしくはフッ素ゴムを用いるのが好まし
い。これらのゴムは耐鉱物油性に優れており、前記半導
電性発泡ゴム組成物に使用される軟化剤（鉱物油等）の
表面析出を抑える効果がある。溶解度パラメーター値
８．７以上の主材（ゴム）としては、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ゴム、
ウレタンゴム、アクリルゴム、クロロスルホン化ポリエ
チレンゴム（ＣＳＭ）及びクロロプレンゴム（ＣＲ）等
が挙げられ、これらのゴムを単独又は２種以上混合した
ものが好適に用いられる。

【００１６】これらの半導電性発泡ゴム組成物、及び、
ラテックスタイプの半導電性非発泡ゴム組成物に配合さ
れる導電剤としては、特に限定されるものではなく、カ
ーボンブラック、黒鉛、金属及び導電性の各種金属酸化
物等の導電性紛体や各種のイオン導電剤等を使用するこ
とができる。

【００１７】なお、本発明に使用されるゴム組成物に
は、各種充填剤、加硫剤、加硫促進剤及び加硫促進助等
の一般的なゴム用添加剤を適宜配合することができる。

【００１８】また、半導電性発泡ゴム層とラテックスタ
イプの半導電性非発泡ゴム層の間に密着性を良くするた
めの接着剤層があってもかまわない。

【００１９】この半導電性ゴムローラは、半導電性発泡
ゴム層の体積抵抗率（Ｒ１）は１．０×１０²〜１．０
×１０⁸Ω・ｃｍであり、半導電性非発泡ゴム層の体積
抵抗率（Ｒ２）は１．０×１０⁴〜１．０×１０¹³Ω・
ｃｍであり、かつＲ１＜Ｒ２であることが好ましい。外
側ゴム層の抵抗を高くすることにより電流のリークが起
こり難くなる。

【００２０】この発明の半導電性ローラは、例えば次の
ようにして製造される。まず、半導電性発泡性のゴム組
成物と導電性軸体をクロスヘッドダイ押出し機により導
電性軸体の外周上に未加硫の半導電性未発泡ゴム層を形
成する。次に、半導電性未発泡ゴム層の外周面にディッ
ピング法又はスプレー法等によりラテックスタイプの半
導電性未加硫ゴム組成物をコーティング乾燥後、これを
円筒状金型等の成形キャビティーに装填し、加熱するこ
とによりゴム材料の加硫及び発泡を行うことにより半導
電性ゴムローラを製造することができる。

【００２１】更に、ラテックスタイプの半導電性ゴム層
の外周上に、好ましくは、保護層・抵抗調整層として半
導電性エラストマー又は半導電性樹脂がコーティングさ
れる。

【００２２】

【実施例】以下に、具体的な実施例を挙げて本発明をよ
り詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により限
定されるものではない。

【００２３】実施例及び比較例に用いた半導電性発泡ゴ
ム組成物とラテックスタイプの半導電性非発泡ゴム組成
物の配合内容を表１〜表３に示す。また、ラテックスタ
イプの半導電性非発泡ゴム層の外周上にコーティングす
るエラストマー組成物の配合内容を表４に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【表２】

【００２６】

【表３】

【００２７】

【表４】

【００２８】なお、実施例１〜７における半導電性ゴム
ローラの製造方法は、以下のようにして行った。半導電
性発泡性のゴム組成物と導電性軸体をクロスヘッドダイ
押出し機により導電性軸体の外周上に未加硫の半導電性
未発泡ゴム層を形成する。次に、半導電性未発泡ゴム層
の外周面にデイッピング法によりラテックスタイプの半
導電性未加硫ゴム組成物をコーティング乾燥後、これを
円筒状金型等の成形キャビティーに装填し、加熱するこ
とによりゴム材料の加硫及び発泡を行うことにより半導
電性ゴムローラを製造した。

【００２９】また、比較例１では、実施例に対してラテ
ックスタイプの半導電性未加硫ゴムのコーティングを行
わない以外は実施例と同様に製造した。比較例２は、半
導電性非発泡ゴム層にラテックスタイプではなく固形タ
イプのゴムを用い、この固形のゴム組成物を押出し機に
よりチューブ状に加工し、半導電性発泡ゴムの外周上に
このチューブを配置して、これを円筒状金型等の成形キ
ャビティーに装填し、加熱することによりゴム材料の加
硫及び発泡を行うことにより半導電性ゴムローラを製造
した。

【００３０】（実施例１）半導電性発泡ゴム層に、主材
にＥＰＤＭを用い、導電剤にカーボンブラック、軟化剤
にパラフィンオイルと加硫剤・発泡剤等の各種配合剤を
所定量配合して、半導電性発泡ゴム組成物を調製した。
半導電性非発泡ゴム層に、ラテックスタイプのＮＢＲを
用い導電剤に導電性酸化錫、加硫剤等の各種配合剤を所
定量配合して、半導電性非発泡ゴム組成物を調製した。

【００３１】（実施例２）半導電性発泡ゴム層に、主材
に天然ゴムを用い、導電剤にカーボンブラック、軟化剤
にナフテンオイルと加硫剤・発泡剤等の各種配合剤を所
定量配合して、半導電性発泡ゴム組成物を調製した。半
導電性非発泡ゴム層には、実施例１と同じラテックスタ
イプのＮＢＲを用いた。

【００３２】（実施例３）半導電性発泡ゴム層に、主材
にイソプレンゴムとＢＲを１：１でブレンドした物を用
い、導電剤にカーボンブラック、軟化剤にナフテンオイ
ルと加硫剤・発泡剤等の各種配合剤を所定量配合して、
半導電性発泡ゴム組成物を調製した。半導電性非発泡ゴ
ム層には、実施例１と同じラテックスタイプのＮＢＲを
用いた。

【００３３】（実施例４）半導電性発泡ゴム層に、主材
にＳＢＲを用い、導電剤にカーボンブラック、軟化剤に
ナフテンオイルと加硫剤・発泡剤等の各種配合剤を所定
量配合して、半導電性発泡ゴム組成物を調製した。半導
電性非発泡ゴム層には、実施例１と同じラテックスタイ
プのＮＢＲを用いた。

【００３４】（実施例５）半導電性発泡ゴム層に、実施
例１と同じ物を用い、半導電性非発泡ゴム層に、ラテッ
クスタイプのフッ素ゴムを用い導電剤に導電性酸化錫、
加硫剤等の各種配合剤を所定量配合して、半導電性非発
泡ゴム組成物を調製した。

【００３５】（実施例６）半導電性発泡ゴム層に、実施
例１と同じ物を用い、半導電性非発泡ゴム層に、ラテッ
クスタイプのＳＢＲを用い導電剤に導電性酸化錫、加硫
剤等の各種配合剤を所定量配合して、半導電性非発泡ゴ
ム組成物を調製した。

【００３６】（実施例７）半導電性発泡ゴム層に、主材
にＮＢＲを用い、導電剤にカーボンブラック、軟化剤に
フタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）と加硫剤・発泡剤等の各
種配合剤を所定量配合して、半導電性発泡ゴム組成物を
調製した。半導電性非発泡ゴム層には、実施例１と同じ
ラテックスタイプのＮＢＲを用いた。

【００３７】（比較例１）半導電性発泡ゴム層に、実施
例１と同じ物を用い、半導電性非発泡ゴム層を使用しな
かった。

【００３８】（比較例２）半導電性発泡ゴム層に、実施
例１と同じ物を用い、半導電性非発泡ゴム層にラテック
スタイプではなく固形タイプのＮＢＲを用い導電剤・加
硫剤等の各種配合資材を所定量配合して半導電性ゴム組
成物を調製した。このＮＢＲゴム組成物を押出し機によ
りチューブ状に加工し、円筒状金型中に半導電性発泡ゴ
ムの外周上に配置して、加熱することにより、一体的に
発泡・加硫成形した。

【００３９】（実施例８）実施例５の半導電性ゴムロー
ラの外周上に表４のウレタン樹脂組成物をディッピング
法により厚み２０μｍ程度のコーティング層を形成し
た。

【００４０】（比較例３）比較例１の半導電性ゴムロー
ラの外周上に表４のウレタン樹脂組成物をディッピシグ
法により厚み２０μｍ程度のコーティング層を形成し
た。

【００４１】このようにして得られた各半導電性ローラ
について、非発泡ゴム層の厚み、表面粗さ（Ｒｚ）、ロ
ーラ硬さ（アスカーＣ）、軟化剤のしみ出しを測定し表
５〜表７に示した。なお、各測定の測定条件は以下の通
りである。

【００４２】＜表面粗さ＞（株）小坂研究所製の表面
粗さ測定機サーフコーダＳＥ３５００を用いて測定し
た。＜ローラ硬さ＞アスカーＣ硬度計を用いて、荷重５０
０ｇを掛けて測定した。＜軟化剤のしみ出し＞ローラを４０℃雰囲気下で３３
６時間放置後、表面を目視観察した。＜判定＞判定基準表面粗さ（表面平滑性）Ｒｚ１５μｍ以下ローラ硬さ（アスカーＣ）５０以下軟化剤のしみ出し無し上記項目が全て該当するもの…○ 軟化剤のしみ出しが極微量は、製品（ローラ）によって
は使用できる可能性があり…△ いずれか１つの項目ではずれるもの…×

【００４３】

【表５】

【００４４】

【表６】

【００４５】

【表７】

【００４６】表５及び表６の結果から、実施例１〜５は
半導電非発泡ゴム層が薄く低硬度で、表面平滑性を有
し、軟化剤のしみ出しの無い優れた半導電性ローラであ
ることがわかる。これに対して、実施例６はラテックス
タイプの半導電性非発泡ゴムの主材に耐油性に劣るＳＢ
Ｒを用いているために、半導電性発泡ゴムに含有される
軟化剤が移行し、極微量の軟化剤のしみ出しが生じた
が、低硬度で平滑な表面性を有しており、使用可能なも
のである。実施例７はラテックスタイプの半導電性非発
泡ゴムの主材は耐油性に優れるＮＢＲを用いているが、
半導電性発泡ゴムの主材もＮＢＲであり、この半導電性
発泡ゴムに含有されるＮＢＲ可塑材が、半導電性非発泡
ゴム層へ移行し、極微量のしみ出しが生じたが、低硬度
で平滑な表面性を有しており、使用可能なものである。

【００４７】比較例１は、ラテックスタイプの半導電性
非発泡ゴムが無いものであるが、表面平滑性が劣ったも
のとなった。比較例２は半導電性非発泡ゴムに固形のゴ
ムを用いたものであるが、半導電性非発泡ゴム層の厚み
を薄くすることが困難であり、ローラ硬さが高いものと
なった。

【００４８】更に、ローラ表面にウレタン樹脂をコーテ
ィングした半導電性ローラにおいても、表７の結果から
実施例８は表面平滑性に優れたものであるが、ラテック
スタイプの半導電性非発泡ゴム層が無しでウレタン樹脂
をコーティングした比較例３は表面平滑性に劣ったもの
となった。

【００４９】

【発明の効果】本発明により、発泡ゴム組成物に含まれ
る軟化剤のしみ出しによる電子写真感光体の汚染を防止
することができ、かつ平滑表面性に優れ、低硬度を併せ
持つ半導電性ゴムローラを提供することが可能となっ
た。

フロントページの続き (72)発明者高橋美江茨城県稲敷郡茎崎町茎崎1888−２キヤノン化成株式会社内Ｆターム(参考） 2H003 BB11 CC05 2H077 AC04 AD06 AD36 FA01 FA13 FA22 FA25 3J103 AA02 AA13 AA51 AA85 BA41 FA14 FA18 GA02 GA57 GA58 HA03 HA05 HA12 HA18 HA20 HA53 HA54

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性軸体の外周上に、少なくとも二層
の半導電性ゴム層が設けてあり、かつ該半導電性ゴム層
のうち、最外層が半導電性非発泡ゴム層であり、内側層
が半導電性発泡ゴム層からなる半導電性ゴムローラにお
いて、該最外層がラテックスタイプの半導電性非発泡ゴ
ム層からなり、該半導電性非発泡ゴム層が表面平滑性を
有することを特徴とする半導電性ゴムローラ。
【請求項２】前記ラテックスタイプの半導電性非発泡
ゴム層が、厚み５μｍ〜２００μｍである請求項１に記
載の半導電性ゴムローラ。
【請求項３】前記ラテックスタイプの半導電性非発泡
ゴム層の表面粗さＲｚが１５μｍ以下である請求項１又
は２に記載の半導電性ゴムローラ。
【請求項４】前記半導電性発泡ゴム層の主材が、エチ
レン−プロピレン−ジエン共重合体（ＥＰＤＭ）、天然
ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴ
ム（ＢＲ）及びスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）から
なる群より選ばれる１種又は２種以上混合したものであ
る請求項１〜３のいずれかに記載の半導電性ゴムロー
ラ。
【請求項５】前記ラテックスタイプの半導電性非発泡
ゴム層の主材の溶解度パラメーター値が８．７以上であ
る請求項１〜４のいずれかに記載の半導電性ゴムロー
ラ。
【請求項６】前記ラテックスタイプの半導電性非発泡
ゴム層の主材がフッ素ゴムである請求項１〜４のいずれ
かに記載の半導電性ゴムローラ。
【請求項７】前記半導電性発泡ゴム層の体積抵抗率
（Ｒ１）が１．０×１０²〜１．０×１０⁸Ω・ｃｍであ
り、半導電性非発泡ゴム層の体積抵抗率（Ｒ２）が１．
０×１０⁴〜１．０×１０¹³Ω・ｃｍであり、かつＲ１
＜Ｒ２である請求項１〜６のいずれかに記載の半導電性
ゴムローラ。
【請求項８】前記ラテックスタイプの半導電性非発泡
ゴム層の外周上に半導電性エラストマー層又は半導電性
樹脂層がコーティングされている請求項１〜７のいずれ
かに記載の半導電性ゴムローラ。