JP2002235730A - 導電性ローラ - Google Patents
導電性ローラInfo
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- JP2002235730A JP2002235730A JP2001035174A JP2001035174A JP2002235730A JP 2002235730 A JP2002235730 A JP 2002235730A JP 2001035174 A JP2001035174 A JP 2001035174A JP 2001035174 A JP2001035174 A JP 2001035174A JP 2002235730 A JP2002235730 A JP 2002235730A
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 交流成分を含む電界を印加して使用した場合
も、帯電音の少ないローラ形状を有する電子写真装置用
の帯電付与部材を提供する。 【解決手段】 導電性軸体２の外周面上に導電弾性層３
と表面層４とを積層して成る導電性ローラ１において、
導電弾性層３は発泡ゴム組成物から形成し、環境温度０
℃〜５０℃で、周波数４００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの交流
電界を印加したときの、導電性ローラ１の動的粘弾性の
貯蔵弾性率を１×１０4〜２×１０6Ｐａとする。
も、帯電音の少ないローラ形状を有する電子写真装置用
の帯電付与部材を提供する。 【解決手段】 導電性軸体２の外周面上に導電弾性層３
と表面層４とを積層して成る導電性ローラ１において、
導電弾性層３は発泡ゴム組成物から形成し、環境温度０
℃〜５０℃で、周波数４００Ｈｚ〜２０００Ｈｚの交流
電界を印加したときの、導電性ローラ１の動的粘弾性の
貯蔵弾性率を１×１０4〜２×１０6Ｐａとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置に用
いる帯電付与部材に関し、さらに詳しくは交流成分を含
む電圧の印加にともなう帯電音の低減効果を有する帯電
ローラなどの導電性ローラに関する。
いる帯電付与部材に関し、さらに詳しくは交流成分を含
む電圧の印加にともなう帯電音の低減効果を有する帯電
ローラなどの導電性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、感光体ドラムを初期化帯電す
るための帯電器としてコロナ放電器が用いられてきた。
しかし、コロナ放電は多量のオゾンを発生し、作業環境
上の問題があること、また近年、ＯＡ機器は小型化の潮
流にあることなどの理由により、コロナ放電に代わるも
のとして帯電ローラなどを用いる接触帯電方式が採用さ
れるようになってきている。
るための帯電器としてコロナ放電器が用いられてきた。
しかし、コロナ放電は多量のオゾンを発生し、作業環境
上の問題があること、また近年、ＯＡ機器は小型化の潮
流にあることなどの理由により、コロナ放電に代わるも
のとして帯電ローラなどを用いる接触帯電方式が採用さ
れるようになってきている。
【０００３】接触帯電方式では、帯電ローラなどの帯電
部材を、感光体などの被帯電部材に接触させて帯電を行
う。このとき被帯電部材である感光体の表面を均一に、
安定して帯電するために、交流成分を含む電圧を印加し
た振動電圧を帯電部材である帯電ローラに印加して、感
光体の帯電が行われることがある。たとえば、ピーク間
電圧Ｖｐｐを有する交流電圧Ｖａｃと直流電圧Ｖｄｃと
を重畳した電圧Ｖ１（＝Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）を帯電ローラ
に印加することによって感光体を均一に帯電することが
できる。しかし交流成分を含む電圧を印加した振動電圧
を用いると、印加した電圧の交流成分のために帯電ロー
ラと感光体との間に作用力が発生し、感光体が振動し
て、帯電音と呼ばれる振動音が発生するという問題が生
じる。特に、高速複写機や高速プリンタなどで顕著であ
る。
部材を、感光体などの被帯電部材に接触させて帯電を行
う。このとき被帯電部材である感光体の表面を均一に、
安定して帯電するために、交流成分を含む電圧を印加し
た振動電圧を帯電部材である帯電ローラに印加して、感
光体の帯電が行われることがある。たとえば、ピーク間
電圧Ｖｐｐを有する交流電圧Ｖａｃと直流電圧Ｖｄｃと
を重畳した電圧Ｖ１（＝Ｖａｃ＋Ｖｄｃ）を帯電ローラ
に印加することによって感光体を均一に帯電することが
できる。しかし交流成分を含む電圧を印加した振動電圧
を用いると、印加した電圧の交流成分のために帯電ロー
ラと感光体との間に作用力が発生し、感光体が振動し
て、帯電音と呼ばれる振動音が発生するという問題が生
じる。特に、高速複写機や高速プリンタなどで顕著であ
る。
【０００４】帯電ローラによる帯電音の低減策として、
特開平７−２９５３３１号公報には、ローラの硬度を下
げ、柔らかくして振動吸収特性を高めたローラが開示さ
れており、また特開平７−９２７７６号公報には、発泡
部材の外周面を導電性チューブで被覆した帯電ローラに
ついて、帯電音の音圧と帯電ローラのアスカーＣ硬度に
は相関関係があり、アスカーＣ硬度を低くすれば帯電音
の音圧を低減できることが記載されている。すなわち該
公報では、導電性軸体上に形成する内層を発泡構造と
し、アスカーＣ硬度は５５゜以下とすることによって帯
電音の音圧を低減する技術が開示されている。しかし、
アスカーＣ硬度を指標としてローラの設計を行うと、ロ
ーラの材料系を変更した場合、アスカーＣ硬度が低くて
も帯電音の音圧が高くなり実用に耐えないという事態が
生じてきた。そのため、材料系を変更する毎に実機によ
るローラの帯電音評価が必要となり、ローラの設計に多
大の時間を要するという問題がでてきた。アスカーＣ硬
度の代わりに、異なる材料系の間でも適用でき、直接帯
電音の音圧と関係する他の指標が望まれている。
特開平７−２９５３３１号公報には、ローラの硬度を下
げ、柔らかくして振動吸収特性を高めたローラが開示さ
れており、また特開平７−９２７７６号公報には、発泡
部材の外周面を導電性チューブで被覆した帯電ローラに
ついて、帯電音の音圧と帯電ローラのアスカーＣ硬度に
は相関関係があり、アスカーＣ硬度を低くすれば帯電音
の音圧を低減できることが記載されている。すなわち該
公報では、導電性軸体上に形成する内層を発泡構造と
し、アスカーＣ硬度は５５゜以下とすることによって帯
電音の音圧を低減する技術が開示されている。しかし、
アスカーＣ硬度を指標としてローラの設計を行うと、ロ
ーラの材料系を変更した場合、アスカーＣ硬度が低くて
も帯電音の音圧が高くなり実用に耐えないという事態が
生じてきた。そのため、材料系を変更する毎に実機によ
るローラの帯電音評価が必要となり、ローラの設計に多
大の時間を要するという問題がでてきた。アスカーＣ硬
度の代わりに、異なる材料系の間でも適用でき、直接帯
電音の音圧と関係する他の指標が望まれている。
【０００５】また特開平５−１８８７３３号公報には、
図５に示したようなフィルム（帯電フィルム６）を用い
て、フィルムチューブ内側から押圧することなく感光体
に接触させて帯電を行い、帯電音を低減する技術が開示
されている。しかし、この方法では駆動ローラ、帯電チ
ューブおよびフィルムの押圧手段など複雑なシステムが
必要になる。
図５に示したようなフィルム（帯電フィルム６）を用い
て、フィルムチューブ内側から押圧することなく感光体
に接触させて帯電を行い、帯電音を低減する技術が開示
されている。しかし、この方法では駆動ローラ、帯電チ
ューブおよびフィルムの押圧手段など複雑なシステムが
必要になる。
【０００６】その他、システム側から帯電音を低減させ
るための技術として、感光体中に金属等のおもりを挿入
して共振周波数を変化させる技術も提案されている。し
かしこのような防振部材を使用する方法では、感光体ド
ラムの変形や高重量化、さらには製造原価が高くなるな
どの問題がある。
るための技術として、感光体中に金属等のおもりを挿入
して共振周波数を変化させる技術も提案されている。し
かしこのような防振部材を使用する方法では、感光体ド
ラムの変形や高重量化、さらには製造原価が高くなるな
どの問題がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、交流
成分を含む電圧を印加して使用した場合も、帯電音の少
ないローラ形状を有する電子写真装置用の帯電付与部材
を提供することである。
成分を含む電圧を印加して使用した場合も、帯電音の少
ないローラ形状を有する電子写真装置用の帯電付与部材
を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記問題
点を解決すべく検討した結果、異なる材料系であって
も、ローラ形状での動的粘弾性の貯蔵弾性率が、帯電音
圧と密接な関係を有しており、貯蔵弾性率を低くするこ
とによって帯電音圧の低減が可能であることを見出し本
発明に至った。ここで、動的粘弾性とは、応力やヒズミ
が時間とともに周期的、正弦的に変わる場合の粘弾性を
いい、貯蔵弾性率や損失係数、損失弾性率などによって
特徴づけれれる。また、ヒズミと応力との関係が線形で
あるような粘弾性を線形粘弾性といい、貯蔵弾性率と
は、線形粘弾性体に周期的、正弦的なヒズミまたは力を
与えた場合に観測される弾性率をいう。
点を解決すべく検討した結果、異なる材料系であって
も、ローラ形状での動的粘弾性の貯蔵弾性率が、帯電音
圧と密接な関係を有しており、貯蔵弾性率を低くするこ
とによって帯電音圧の低減が可能であることを見出し本
発明に至った。ここで、動的粘弾性とは、応力やヒズミ
が時間とともに周期的、正弦的に変わる場合の粘弾性を
いい、貯蔵弾性率や損失係数、損失弾性率などによって
特徴づけれれる。また、ヒズミと応力との関係が線形で
あるような粘弾性を線形粘弾性といい、貯蔵弾性率と
は、線形粘弾性体に周期的、正弦的なヒズミまたは力を
与えた場合に観測される弾性率をいう。
【０００９】本発明は、軸体の外周に弾性層を形成して
なり、被帯電部材に接触し、交流成分を含む電界を印加
して被帯電部材に電荷を付与する導電性ローラであっ
て、弾性層の動的粘弾性の貯蔵弾性率が、１×１０4〜
２×１０6Ｐａであることを特徴とする導電性ローラで
ある。
なり、被帯電部材に接触し、交流成分を含む電界を印加
して被帯電部材に電荷を付与する導電性ローラであっ
て、弾性層の動的粘弾性の貯蔵弾性率が、１×１０4〜
２×１０6Ｐａであることを特徴とする導電性ローラで
ある。
【００１０】本発明に従えば、導電性ローラの動的粘弾
性の貯蔵弾性率は１×１０4〜２×１０6Ｐａである。こ
れにより、ローラを構成する材料の如何を問わず、交流
成分を含む電圧を印加して被帯電部材に電荷を付与した
場合に発生する帯電音圧を、耳障りに感じない程度（７
０ｄＢ）以下に低減した帯電付与部材を提供することが
できる。動的粘弾性の貯蔵弾性率が、１×１０4Ｐａ未
満の場合は帯電音の低減効果は大きいが、ローラとして
の強度が得られず、また２×１０6Ｐａを超えると帯電
音の低減効果が低くなる。
性の貯蔵弾性率は１×１０4〜２×１０6Ｐａである。こ
れにより、ローラを構成する材料の如何を問わず、交流
成分を含む電圧を印加して被帯電部材に電荷を付与した
場合に発生する帯電音圧を、耳障りに感じない程度（７
０ｄＢ）以下に低減した帯電付与部材を提供することが
できる。動的粘弾性の貯蔵弾性率が、１×１０4Ｐａ未
満の場合は帯電音の低減効果は大きいが、ローラとして
の強度が得られず、また２×１０6Ｐａを超えると帯電
音の低減効果が低くなる。
【００１１】また本発明は、貯蔵弾性率が、低温／低湿
〜高温／高湿の環境条件下および周波数４００〜２００
０Ｈｚの交流周波数領域で、弾性層の貯蔵弾性率が前記
範囲であることを特徴とする。
〜高温／高湿の環境条件下および周波数４００〜２００
０Ｈｚの交流周波数領域で、弾性層の貯蔵弾性率が前記
範囲であることを特徴とする。
【００１２】本発明に従えば、電子写真装置の通常の使
用環境下において、帯電音の低減効果の大きい導電性ロ
ーラを提供することができる。ここで本明細書におい
て、低温／低湿条件とは５℃／１０％ＲＨを、高温／高
湿条件とは４０℃／８５％ＲＨをいい、ＲＨは相対湿度
を示すものとする。
用環境下において、帯電音の低減効果の大きい導電性ロ
ーラを提供することができる。ここで本明細書におい
て、低温／低湿条件とは５℃／１０％ＲＨを、高温／高
湿条件とは４０℃／８５％ＲＨをいい、ＲＨは相対湿度
を示すものとする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明を詳細
に説明する。図１は、本発明の実施の一形態による導電
性ローラ１の軸線方向の断面図である。導電性ローラ１
は、導電性の軸体２と、該軸体２の外周面上に形成され
た導電弾性層３と、導電弾性層３の外周面上に積層され
た表面層４とを含む多層構造を有する。
に説明する。図１は、本発明の実施の一形態による導電
性ローラ１の軸線方向の断面図である。導電性ローラ１
は、導電性の軸体２と、該軸体２の外周面上に形成され
た導電弾性層３と、導電弾性層３の外周面上に積層され
た表面層４とを含む多層構造を有する。
【００１４】軸体２は、両端を軸支したり、駆動部品を
嵌合するため両端を精密加工した細長い直円柱状であ
り、金属、たとえば鉄、アルミニウム合金、ステンレス
鋼などが好適に用いられる。
嵌合するため両端を精密加工した細長い直円柱状であ
り、金属、たとえば鉄、アルミニウム合金、ステンレス
鋼などが好適に用いられる。
【００１５】導電弾性層３は、導電剤を配合した発泡ゴ
ム組成物から形成される。発泡ゴム組成物のゴム成分と
しては、天然ゴム、クロロプレンゴム、スチレン‐ブタ
ジエンゴム、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、
ブチルゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、イソプレンゴム、シリコンゴム、エピクロルヒド
リンゴム、ウレタンゴムなどやこれらのゴムの単量体を
共重合して得られるゴムなどを挙げることができる。こ
れらの合成ゴムおよび天然ゴムは、１種単独で使用して
もよいし、２種以上混合して使用してもよい。
ム組成物から形成される。発泡ゴム組成物のゴム成分と
しては、天然ゴム、クロロプレンゴム、スチレン‐ブタ
ジエンゴム、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、
ブチルゴム、アクリロニトリル‐ブタジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、イソプレンゴム、シリコンゴム、エピクロルヒド
リンゴム、ウレタンゴムなどやこれらのゴムの単量体を
共重合して得られるゴムなどを挙げることができる。こ
れらの合成ゴムおよび天然ゴムは、１種単独で使用して
もよいし、２種以上混合して使用してもよい。
【００１６】ゴム組成物に配合する導電性付与材として
は、カーボンブラックや、酸化チタン、酸化錫、酸化亜
鉛等の金属酸化物粒子を用いることができる。ゴムに対
する分散性が良く、補強性にも優れる点で、カーボンブ
ラックが好ましく用いられる。
は、カーボンブラックや、酸化チタン、酸化錫、酸化亜
鉛等の金属酸化物粒子を用いることができる。ゴムに対
する分散性が良く、補強性にも優れる点で、カーボンブ
ラックが好ましく用いられる。
【００１７】発泡ゴム組成物に配合する発泡剤として
は、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカル
ボンアミド（ＡＤＣＡ）、パラトルエンスルフォニルヒ
ドラジン、４，４‐オキシビスベンゼンスルフォニルヒ
ドラジンなどの有機発泡剤、または重炭酸ソーダなどの
無機発泡剤が挙げられる。
は、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、ジニト
ロソペンタメチレンテトラミン（ＤＰＴ）、アゾジカル
ボンアミド（ＡＤＣＡ）、パラトルエンスルフォニルヒ
ドラジン、４，４‐オキシビスベンゼンスルフォニルヒ
ドラジンなどの有機発泡剤、または重炭酸ソーダなどの
無機発泡剤が挙げられる。
【００１８】表面層４は、熱可塑性樹脂をベースとし、
導電性付与材や表面改質剤を添加、分散させた材料から
なるチューブや、溶剤に溶解し塗布した塗膜からなる。
導電性付与材や表面改質剤を添加、分散させた材料から
なるチューブや、溶剤に溶解し塗布した塗膜からなる。
【００１９】ゴム組成物中には、さらに加硫剤、加硫促
進剤、軟化剤、充填剤、加工助剤などの各種配合剤や添
加剤を添加してもよい。
進剤、軟化剤、充填剤、加工助剤などの各種配合剤や添
加剤を添加してもよい。
【００２０】導電弾性層３の層厚は、１〜１０ｍｍ、好
ましくは１．５〜５ｍｍであり、表面層４の層厚は、
０．００１〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．００５〜
０．１５０ｍｍである。
ましくは１．５〜５ｍｍであり、表面層４の層厚は、
０．００１〜０．３０ｍｍ、好ましくは０．００５〜
０．１５０ｍｍである。
【００２１】本発明の導電性ローラ１を帯電ローラとし
て使用する場合は、ローラに要求される電気特性に応じ
て、導電弾性層３および表面層４に配合する導電剤の量
が決定されるが、望ましい帯電ローラとしての抵抗値は
１０6〜１０13Ωであり、導電弾性層３の体積固有抵抗
は１０3〜１０9Ω・ｃｍ、表面層４の体積固有抵抗は１
０9〜１０13Ω・ｃｍである。
て使用する場合は、ローラに要求される電気特性に応じ
て、導電弾性層３および表面層４に配合する導電剤の量
が決定されるが、望ましい帯電ローラとしての抵抗値は
１０6〜１０13Ωであり、導電弾性層３の体積固有抵抗
は１０3〜１０9Ω・ｃｍ、表面層４の体積固有抵抗は１
０9〜１０13Ω・ｃｍである。
【００２２】本発明の実施の一形態による導電性ローラ
１は、環境温度０℃〜５０℃で、周波数４００Ｈｚ〜２
０００Ｈｚの交流電界を印加したときの動的粘弾性の貯
蔵弾性率が、１×１０4〜２×１０6Ｐａである。電子写
真装置の実使用環境下において、導電性ローラ１の動的
粘弾性の貯蔵弾性率を１×１０4〜２×１０6Ｐａとする
ことによって、ローラを構成する材質の如何を問わず、
ローラとしての十分な強度を有し、かつ帯電音圧を７０
ｄＢ程度以下に低減した帯電付与部材を提供することが
できる。
１は、環境温度０℃〜５０℃で、周波数４００Ｈｚ〜２
０００Ｈｚの交流電界を印加したときの動的粘弾性の貯
蔵弾性率が、１×１０4〜２×１０6Ｐａである。電子写
真装置の実使用環境下において、導電性ローラ１の動的
粘弾性の貯蔵弾性率を１×１０4〜２×１０6Ｐａとする
ことによって、ローラを構成する材質の如何を問わず、
ローラとしての十分な強度を有し、かつ帯電音圧を７０
ｄＢ程度以下に低減した帯電付与部材を提供することが
できる。
【００２３】動的粘弾性の貯蔵弾性率を２×１０6Ｐａ
以下に制御する方法としては、たとえば、導電性ローラ
１の導電弾性層３を形成するための、発泡ゴム組成物中
に配合する発泡剤の配合量によって調整する。発泡剤の
配合量は、ゴム材の種類にもよるが、発泡ゴム組成物中
２〜１０重量部程度である。
以下に制御する方法としては、たとえば、導電性ローラ
１の導電弾性層３を形成するための、発泡ゴム組成物中
に配合する発泡剤の配合量によって調整する。発泡剤の
配合量は、ゴム材の種類にもよるが、発泡ゴム組成物中
２〜１０重量部程度である。
【００２４】導電性ローラ１の動的粘弾性の測定は、Ｊ
ＩＳ Ｋ６３９４の「加硫ゴムの動的性質試験方法」に
基づいて行う。断面積Ｓ、長さＬの試料の一端を固定
し、多端に正弦波ヒズミ信号を与えると、複素弾性率Ｅ
*は次式で表される。式中、ＤＦは動的応力、ＤＤは動
的ヒズミ、δは応力とヒズミの位相差を表す。 Ｅ* ＝単位面積あたりの応力／ヒズミ率 ＝（ＤＦ・Ｌ／ＤＤ・Ｓ）（ｃｏｓδ＋ｉｓｉｎδ） ここで、Ｅ* ＝Ｅ1＋ｉＥ2としたときの、Ｅ1が貯蔵弾
性率（動的弾性率）で、Ｅ2を損失弾性率という。した
がって、｜Ｅ*｜＝ＤＦ・Ｌ／ＤＤ・Ｓとすると、貯蔵
弾性率Ｅ1＝｜Ｅ*｜・ｃｏｓδとなる。
ＩＳ Ｋ６３９４の「加硫ゴムの動的性質試験方法」に
基づいて行う。断面積Ｓ、長さＬの試料の一端を固定
し、多端に正弦波ヒズミ信号を与えると、複素弾性率Ｅ
*は次式で表される。式中、ＤＦは動的応力、ＤＤは動
的ヒズミ、δは応力とヒズミの位相差を表す。 Ｅ* ＝単位面積あたりの応力／ヒズミ率 ＝（ＤＦ・Ｌ／ＤＤ・Ｓ）（ｃｏｓδ＋ｉｓｉｎδ） ここで、Ｅ* ＝Ｅ1＋ｉＥ2としたときの、Ｅ1が貯蔵弾
性率（動的弾性率）で、Ｅ2を損失弾性率という。した
がって、｜Ｅ*｜＝ＤＦ・Ｌ／ＤＤ・Ｓとすると、貯蔵
弾性率Ｅ1＝｜Ｅ*｜・ｃｏｓδとなる。
【００２５】図２は、本発明に係る導電性ローラ１の動
的粘弾性の測定装置を示す断面図である。導電性ローラ
１の動的粘弾性の測定は、ローラの一部を軸線方向に長
さ１０．０ｍｍ切り取り、次いで軸体２の接線に沿って
ローラの導電弾性層部分を切り取って測定サンプルと
し、図２に示すようにカット面を下にして軸体２を固定
し、静荷重２６．５ｍＮを加え、上方より動電型加振器
１０によって周波数と振幅が設定された正弦波振動を加
え、その時に発生する応力レスポンスを下方に設けられ
た水晶圧電型のトランスジューサ１１により検出する。
得られた動的応力波形および動的変位波形より貯蔵弾性
率を算出する。
的粘弾性の測定装置を示す断面図である。導電性ローラ
１の動的粘弾性の測定は、ローラの一部を軸線方向に長
さ１０．０ｍｍ切り取り、次いで軸体２の接線に沿って
ローラの導電弾性層部分を切り取って測定サンプルと
し、図２に示すようにカット面を下にして軸体２を固定
し、静荷重２６．５ｍＮを加え、上方より動電型加振器
１０によって周波数と振幅が設定された正弦波振動を加
え、その時に発生する応力レスポンスを下方に設けられ
た水晶圧電型のトランスジューサ１１により検出する。
得られた動的応力波形および動的変位波形より貯蔵弾性
率を算出する。
【００２６】導電性ローラ１は、軸体２の外周に弾性層
３を設けてなり、弾性層３は、従来公知の押出成形や型
注入成形などによって製造することができる。図３は、
導電性ローラ１の製造方法の一例を示す説明図である。
導電弾性層３を形成する発泡ゴム組成物と、表面層４を
形成する非発泡ゴム組成物を同時に押し出し、図３
（１）に示すように、円筒状の積層体３に成形し、軸体
２を通す。得られた成形体１６は、円筒形状のキャビテ
ィを有する金型に装填する。図３（２）は、金型の一例
であるが、図中、２は軸体、１５は円筒状の中型、１６
は成形体、１７はフランジ型を表す。金型に装填した成
形体１６は、加熱して加硫、発泡を行い、導電弾性層
３、表面層４および軸体２を一体化し、金型１５の内周
面に沿った形状を有する導電性ローラ１を製造する。
３を設けてなり、弾性層３は、従来公知の押出成形や型
注入成形などによって製造することができる。図３は、
導電性ローラ１の製造方法の一例を示す説明図である。
導電弾性層３を形成する発泡ゴム組成物と、表面層４を
形成する非発泡ゴム組成物を同時に押し出し、図３
（１）に示すように、円筒状の積層体３に成形し、軸体
２を通す。得られた成形体１６は、円筒形状のキャビテ
ィを有する金型に装填する。図３（２）は、金型の一例
であるが、図中、２は軸体、１５は円筒状の中型、１６
は成形体、１７はフランジ型を表す。金型に装填した成
形体１６は、加熱して加硫、発泡を行い、導電弾性層
３、表面層４および軸体２を一体化し、金型１５の内周
面に沿った形状を有する導電性ローラ１を製造する。
【００２７】本発明の導電性ローラは、電子写真装置の
帯電ローラとして好適に用いることができるが、転写ロ
ーラ、現像ローラなどとしても使用することができる。
帯電ローラとして好適に用いることができるが、転写ロ
ーラ、現像ローラなどとしても使用することができる。
【００２８】（実施例）以下本発明を実施例により詳細
に説明する。以下の実施例では、帯電性能を一定にする
ためにローラのニップ抵抗をほぼ同じレベルにしたロー
ラを製作し、得られたローラのアスカーＣ硬度と貯蔵弾
性率を測定するとともに、帯電音圧の評価を行った。
に説明する。以下の実施例では、帯電性能を一定にする
ためにローラのニップ抵抗をほぼ同じレベルにしたロー
ラを製作し、得られたローラのアスカーＣ硬度と貯蔵弾
性率を測定するとともに、帯電音圧の評価を行った。
【００２９】（実施例１）ベースゴムとしてエチレン‐
プロピレン‐ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）（ＥＰ３
３、ジェイエスアール社製）１００重量部（以下、
「部」と略す）に、カーボンブラック（ＴＢ５５００、
東海カーボン社製）４０部、酸化亜鉛５部、ステアリン
酸２部およびオイル系軟化剤（ダイアナプロセスオイル
ＰＷ−９０、出光興産社製）６０部を加え、ロール混練
した後、さらに硫黄０．５部、加硫促進剤（ＴＭＤＴ１
部およびＭＢＴＳ１．５部）２．５部、発泡剤アゾジカ
ルボンアミド（ＡＤＣＡ）５部および尿素系発泡助剤５
部を加え、ロール混練して導電弾性層用の配合ゴムを作
成した。
プロピレン‐ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）（ＥＰ３
３、ジェイエスアール社製）１００重量部（以下、
「部」と略す）に、カーボンブラック（ＴＢ５５００、
東海カーボン社製）４０部、酸化亜鉛５部、ステアリン
酸２部およびオイル系軟化剤（ダイアナプロセスオイル
ＰＷ−９０、出光興産社製）６０部を加え、ロール混練
した後、さらに硫黄０．５部、加硫促進剤（ＴＭＤＴ１
部およびＭＢＴＳ１．５部）２．５部、発泡剤アゾジカ
ルボンアミド（ＡＤＣＡ）５部および尿素系発泡助剤５
部を加え、ロール混練して導電弾性層用の配合ゴムを作
成した。
【００３０】得られた配合ゴムをダイを用いて押出し、
円筒状のローラ素材を得た。この円筒状ローラ素材に、
両端に軸支用精密加工を施したステンレス鋼製の軸体
（外径６ｍｍφ、長さ２５０ｍｍ）を通し、円筒状中型
の両端に嵌合するフランジ型からなる金型に、フランジ
型で中型と軸体の軸心が一致するように保持し、金型全
体を２００℃で２０分間加熱して、発泡加硫させ、軸体
の外周に導電弾性層を形成した。
円筒状のローラ素材を得た。この円筒状ローラ素材に、
両端に軸支用精密加工を施したステンレス鋼製の軸体
（外径６ｍｍφ、長さ２５０ｍｍ）を通し、円筒状中型
の両端に嵌合するフランジ型からなる金型に、フランジ
型で中型と軸体の軸心が一致するように保持し、金型全
体を２００℃で２０分間加熱して、発泡加硫させ、軸体
の外周に導電弾性層を形成した。
【００３１】別途、エステル系熱可塑性ポリウレタン
（レザミンＭＥ−３１４８ＬＰ、大日精化社製）１００
部、カーボンブラック分散エステル系熱可塑性ポリウレ
タン（セイカブラックＡＬＴ−８７９４、大日精化社
製）５０部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）／ジメチル
ホルムアミド（ＤＭＦ）混合溶媒に固形分１０％になる
ように溶解し、樹脂系微粒子分散液（レザロイドＬＵ−
２０９３、大日精化社製）６０部、アクリルシリコング
ラフト共重合樹脂液（ＧＳ−３０、東亞合成社製）０．
２部を加え攪拌して表面層用塗布液を調整した。
（レザミンＭＥ−３１４８ＬＰ、大日精化社製）１００
部、カーボンブラック分散エステル系熱可塑性ポリウレ
タン（セイカブラックＡＬＴ−８７９４、大日精化社
製）５０部をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）／ジメチル
ホルムアミド（ＤＭＦ）混合溶媒に固形分１０％になる
ように溶解し、樹脂系微粒子分散液（レザロイドＬＵ−
２０９３、大日精化社製）６０部、アクリルシリコング
ラフト共重合樹脂液（ＧＳ−３０、東亞合成社製）０．
２部を加え攪拌して表面層用塗布液を調整した。
【００３２】外周面の凹凸や偏芯を研磨して調整した導
電弾性層を、上記塗布液に浸漬し、乾燥して厚さ５０μ
ｍの表面層を形成し、導電性ローラを得た。
電弾性層を、上記塗布液に浸漬し、乾燥して厚さ５０μ
ｍの表面層を形成し、導電性ローラを得た。
【００３３】（実施例２）ベースゴムとしてニトリルゴ
ム（ＮＢＲ）（Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１９、日本ゼオン社
製）１００部、軟化剤としてジオクチルフタレート１５
部、カーボンブラック３０部を用いた以外は、実施例１
と同様にして軸体の外周に導電弾性層および表面層を形
成し、導電性ローラを得た。
ム（ＮＢＲ）（Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１９、日本ゼオン社
製）１００部、軟化剤としてジオクチルフタレート１５
部、カーボンブラック３０部を用いた以外は、実施例１
と同様にして軸体の外周に導電弾性層および表面層を形
成し、導電性ローラを得た。
【００３４】（実施例３）ポリエーテルポリオールにカ
ーボンブラックを分散させ、ポリイソシアネートと混合
し、機械発泡させた後、金型に充填し、加熱して加硫さ
せて円筒状に形成した発泡ポリウレタンからなるローラ
素材を導電弾性層として用い、軸体を挿入し、実施例１
と同様にして表面層を形成し、導電性ローラを得た。
ーボンブラックを分散させ、ポリイソシアネートと混合
し、機械発泡させた後、金型に充填し、加熱して加硫さ
せて円筒状に形成した発泡ポリウレタンからなるローラ
素材を導電弾性層として用い、軸体を挿入し、実施例１
と同様にして表面層を形成し、導電性ローラを得た。
【００３５】（比較例１）ベースゴムとしてニトリルゴ
ム（ＮＢＲ）（Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１９、日本ゼオン社
製）１００部、軟化剤として低分子ＮＢＲ（分子量約３
０００）２０部を用いた以外は、実施例１と同様にして
軸体の外周に導電弾性層および表面層を形成し、導電性
ローラを得た。
ム（ＮＢＲ）（Ｎｉｐｏｌ ＤＮ２１９、日本ゼオン社
製）１００部、軟化剤として低分子ＮＢＲ（分子量約３
０００）２０部を用いた以外は、実施例１と同様にして
軸体の外周に導電弾性層および表面層を形成し、導電性
ローラを得た。
【００３６】（評価試験) （ニップ抵抗値の測定）実施例１〜３および比較例１で
得られた導電性ローラを軸体の両端部に、４．９Ｎの荷
重を加えて金属平板に押しつけ、２５０Ｖの電圧を印加
したときの軸体と金属平板の間のニップ抵抗値を、電流
計を用いて測定した。帯電音圧は、ローラ外周と軸体間
の帯電電流の大小により影響を受けるので、ニップ抵抗
すなわち帯電電流をほぼ同じレベルにして、次の帯電音
圧の評価を行った。
得られた導電性ローラを軸体の両端部に、４．９Ｎの荷
重を加えて金属平板に押しつけ、２５０Ｖの電圧を印加
したときの軸体と金属平板の間のニップ抵抗値を、電流
計を用いて測定した。帯電音圧は、ローラ外周と軸体間
の帯電電流の大小により影響を受けるので、ニップ抵抗
すなわち帯電電流をほぼ同じレベルにして、次の帯電音
圧の評価を行った。
【００３７】（動的粘弾性の評価）実施例１〜３および
比較例１で得られた導電性ローラを軸線方向に長さ１
０．０ｍｍに切り、次いで軸体２の接線に沿って弾性層
を切り取って、縦長さ（Ｔ）１０．０００ｍｍ、横長さ
（Ｗ）１０．０００ｍｍおよび厚み（ＣＤ）３．０００
ｍｍの試料を作成し、図２に示すようにカット面を下に
してセットし、以下の条件下で測定した。 圧縮刺激 （荷重制御 静荷重約３０ｇ／ｃｍ2、動荷
重１０ｇ、正弦波） 温度 −５０〜１００℃ 周波数 １，２，４，８，１６，３２，２５６Ｈｚ
比較例１で得られた導電性ローラを軸線方向に長さ１
０．０ｍｍに切り、次いで軸体２の接線に沿って弾性層
を切り取って、縦長さ（Ｔ）１０．０００ｍｍ、横長さ
（Ｗ）１０．０００ｍｍおよび厚み（ＣＤ）３．０００
ｍｍの試料を作成し、図２に示すようにカット面を下に
してセットし、以下の条件下で測定した。 圧縮刺激 （荷重制御 静荷重約３０ｇ／ｃｍ2、動荷
重１０ｇ、正弦波） 温度 −５０〜１００℃ 周波数 １，２，４，８，１６，３２，２５６Ｈｚ
【００３８】温度−周波数分散より、たとえば高分子化
学第３版（共立出版）２７４〜７頁記載のようにして、
ＷＬＦ（Williams, Landel, Ferry）則のシフトファク
ターａTを求め、基準温度２４．４℃でのマスターカー
ブを作成し、貯蔵弾性率を算出した。
学第３版（共立出版）２７４〜７頁記載のようにして、
ＷＬＦ（Williams, Landel, Ferry）則のシフトファク
ターａTを求め、基準温度２４．４℃でのマスターカー
ブを作成し、貯蔵弾性率を算出した。
【００３９】（帯電音圧の測定）実施例１〜３および比
較例１で得られた導電性ローラの軸体の両端部に２．９
４Ｎの荷重を加えて、外径３０ｍｍφの感光体ドラムに
押し当てて、ピーク間電圧２ＫＶ／４００Ｈｚの交流電
界を印加したときの音圧を３０ｍｍ離れた場所に置いた
音圧計（Sound Level Meter Type2230、 Ｂ＆Ｋ社製）
を用いて測定した。評価試験の結果を表１に纏めて示
す。
較例１で得られた導電性ローラの軸体の両端部に２．９
４Ｎの荷重を加えて、外径３０ｍｍφの感光体ドラムに
押し当てて、ピーク間電圧２ＫＶ／４００Ｈｚの交流電
界を印加したときの音圧を３０ｍｍ離れた場所に置いた
音圧計（Sound Level Meter Type2230、 Ｂ＆Ｋ社製）
を用いて測定した。評価試験の結果を表１に纏めて示
す。
【００４０】
【表１】
【００４１】表１より、実施例１〜３および比較例１で
得られた導電性ローラは、アスカーＣ硬度は、いずれも
５０°以下と低い値を示した。これに対し貯蔵弾性率
は、実施例１〜３の導電性ローラでは１×１０6以下で
あり、帯電音圧は７０ｄＢ以下であった。一方、比較例
１の導電性ローラでは、貯蔵弾性率は２×１０6以上で
あり、帯電音圧も７０ｄＢを超える高い値を示し、帯電
音圧の低減効果が得られなかった。すなわちアスカーＣ
硬度を指標とする場合は、ローラの材質によってはアス
カーＣ硬度が５０°以下の低い値を有していても、帯電
音圧の低減効果が得られない場合が発生する。これに対
し、貯蔵弾性率を指標とした場合は、ローラの材質に関
係なく、帯電音圧の低いローラを選別できることが判っ
た。
得られた導電性ローラは、アスカーＣ硬度は、いずれも
５０°以下と低い値を示した。これに対し貯蔵弾性率
は、実施例１〜３の導電性ローラでは１×１０6以下で
あり、帯電音圧は７０ｄＢ以下であった。一方、比較例
１の導電性ローラでは、貯蔵弾性率は２×１０6以上で
あり、帯電音圧も７０ｄＢを超える高い値を示し、帯電
音圧の低減効果が得られなかった。すなわちアスカーＣ
硬度を指標とする場合は、ローラの材質によってはアス
カーＣ硬度が５０°以下の低い値を有していても、帯電
音圧の低減効果が得られない場合が発生する。これに対
し、貯蔵弾性率を指標とした場合は、ローラの材質に関
係なく、帯電音圧の低いローラを選別できることが判っ
た。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電性ロ
ーラの動的粘弾性の貯蔵弾性率を２×１０6Ｐａ以下と
することにより、交流成分を含む電圧を印加して被帯電
部材に電荷を付与する場合にも、帯電音圧の低い導電性
ローラを提供することができる。
ーラの動的粘弾性の貯蔵弾性率を２×１０6Ｐａ以下と
することにより、交流成分を含む電圧を印加して被帯電
部材に電荷を付与する場合にも、帯電音圧の低い導電性
ローラを提供することができる。
【図１】本発明の実施の一形態による導電性ローラ１の
軸線方向の断面図である。
軸線方向の断面図である。
【図２】本発明に係る導電性ローラ１の動的粘弾性の測
定装置を示す断面図である。
定装置を示す断面図である。
【図３】導電性ローラ１の製造方法の一例を示す説明図
である。
である。
１ 導電性ローラ ２ 軸体 ３ 導電弾性層 ４ 表面層 １０ 動電型加振器 １１ トランスジューサ １５ 金型 １６ 成形体 １７ フランジ
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H003 AA00 AA18 BB11 CC05 3J103 AA14 AA23 AA33 BA41 FA04 GA02 GA52 HA04 HA06 HA20 HA41 HA53
Claims (2)
- 【請求項１】 軸体の外周に弾性層を形成してなり、被
帯電部材に接触し、交流成分を含む電界を印加して被帯
電部材に電荷を付与する導電性ローラであって、 弾性層の動的粘弾性の貯蔵弾性率が、１×１０4〜２×
１０6Ｐａであることを特徴とする導電性ローラ。 - 【請求項２】 貯蔵弾性率が、低温／低湿〜高温／高湿
の環境条件下で、周波数４００〜２０００Ｈｚの交流周
波数領域のものである請求項１記載の導電性ローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001035174A JP2002235730A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 導電性ローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001035174A JP2002235730A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 導電性ローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002235730A true JP2002235730A (ja) | 2002-08-23 |
Family
ID=18898653
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001035174A Pending JP2002235730A (ja) | 2001-02-13 | 2001-02-13 | 導電性ローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002235730A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088237A1 (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Canon Kasei Kabushiki Kaisha | 帯電ロール、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10319676A (ja) * | 1997-05-20 | 1998-12-04 | Bridgestone Corp | 帯電部材及び帯電装置 |
| JPH11249384A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Bridgestone Corp | 帯電部材及び帯電装置 |
-
2001
- 2001-02-13 JP JP2001035174A patent/JP2002235730A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10319676A (ja) * | 1997-05-20 | 1998-12-04 | Bridgestone Corp | 帯電部材及び帯電装置 |
| JPH11249384A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Bridgestone Corp | 帯電部材及び帯電装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006088237A1 (ja) * | 2005-02-21 | 2006-08-24 | Canon Kasei Kabushiki Kaisha | 帯電ロール、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
| US7209683B2 (en) | 2005-02-21 | 2007-04-24 | Canon Kasei Kabushiki Kaisha | Charging roller featuring specified ratio of storage elastic modulus and dynamic viscoelasticity values and process cartridge and electrophotographic apparatus featuring the same |
| JP2010191443A (ja) * | 2005-02-21 | 2010-09-02 | Canon Chemicals Inc | 帯電ロール、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
| JP4599466B2 (ja) * | 2005-02-21 | 2010-12-15 | キヤノン化成株式会社 | 帯電ロール、プロセスカートリッジ及び電子写真装置 |
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Effective date: 20100907 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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