JP2003173058A - 帯電部材 - Google Patents

帯電部材

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JP2003173058A
JP2003173058A JP2001370683A JP2001370683A JP2003173058A JP 2003173058 A JP2003173058 A JP 2003173058A JP 2001370683 A JP2001370683 A JP 2001370683A JP 2001370683 A JP2001370683 A JP 2001370683A JP 2003173058 A JP2003173058 A JP 2003173058A
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JP
Japan
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charging
charging member
foamed rubber
rubber
bubble
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JP2001370683A
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English (en)
Inventor
Keisuke Yoshida
圭介 吉田
Hirohiko Yoshida
裕彦 吉田
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速複写機や高速プリンタ等において、帯電
ロール、帯電ブレード又は帯電パッド等と感光体との間
に及ぼされる作用力による感光体の振動に伴って発生す
る不快な帯電音の発生を低減できる振動吸収特性に優れ
た帯電部材を提供する。 【解決手段】 被帯電体に接触する帯電部と前記帯電部
を支持する支持部とからなる帯電部材であって、前記帯
電部は、少なくとも、円相当径の平均値が0.1〜1.
0mmである気泡が形成された発泡ゴムからなる層を有
する帯電部材。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、帯電音の発生を低
減できる振動吸収特性に優れた帯電部材に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子写真装置等の画像形成装置に
は、接触帯電方式が用いられている。接触帯電方式は、
電圧を印加した帯電部材(導電性部材)からなる帯電体
を被帯電体に接触させることにより被帯電体を所定の極
性、電位に帯電させるものであり、非接触帯電方式と比
較して電源の低圧化が可能であり、オゾン等のコロナ生
成物の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化が図れる
等の利点を有する。
【0003】接触帯電方式では、例えば、帯電部材から
なる帯電ロールを被帯電体である感光体に押圧・接触し
た状態で、上記帯電ロールに交流重畳方式で電圧を印加
すると、交流電界の周波数の変化により帯電ロールと感
光体との間に及ぼされる作用力によって、感光体が振動
させられる。コピー又はプリント速度が高速化された高
速複写機や高速プリンタ等においては特にそれが顕著
で、このような振動に伴って不快な帯電音が発生すると
いう問題があった。かかる帯電音は、帯電ロールに限ら
ず、帯電ブレードや帯電パッド等でも発生する。帯電音
の原因である上記振動の固有振動数は下記式(2)によ
り表される。
【0004】
【数1】
【0005】式中、fは固有振動数(Hz)を表し、
kはバネ定数(g・s−2)を表し、mは質量(g)を
表す。帯電音を減少させるには、上記振動の固有振動数
を低くすればよい。このためには、バネ定数kを小さく
する、又は、質量mを大きくすることが考えられる。
【0006】これに対して、例えば、特開平7−295
331号公報には軸体の外周上に発泡ゴム層が積層さ
れ、更にその外側に非発泡性ゴム層が積層された構造を
有する帯電ロールが開示されている。この帯電ロール
は、発泡ゴムを用いることによりバネ定数を小さくする
ことができ、ある程度帯電音を抑えることができる。し
かしながら、この帯電ロールでは発泡ゴムの比重が小さ
く、したがって帯電ロール全体の質量が小さくなること
から、逆に固有振動数が上昇してしまい、発泡ゴムの使
用による帯電音の抑制効果も相殺されかねないという問
題があった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記現状に
鑑み、帯電音の発生を低減できる振動吸収特性に優れた
帯電部材を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
に対して、発泡ゴム内の気泡の構造を解析し帯電音との
関係を鋭意検討した結果、特定の気泡の構造を有する発
泡ゴムを用いることにより、帯電音を低減させる帯電部
材が得られることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
【0009】本発明は、被帯電体に接触する帯電部と前
記帯電部を支持する支持部とからなる帯電部材であっ
て、前記帯電部は、少なくとも、円相当径の平均値が
0.1〜1.0mmである気泡が形成された発泡ゴムか
らなる層を有する帯電部材である。以下に本発明を詳述
する。
【0010】本発明の帯電部材は、帯電部と支持部とか
らなる。上記帯電部は、一層構造であってもよいし、多
層構造であってもよいが、少なくとも発泡ゴムからなる
層を有するものである。上記発泡ゴムとしては特に限定
されず、例えば、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、ブチル
ゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソプレン
ゴム、シリコンゴム等の合成ゴム及びこれらの合成ゴム
の単量体を共重合して得られる合成ゴム等からなるもの
が挙げられる。これらのゴムは単独で用いられてもよい
し、2種以上が併用されてもよい。
【0011】上記発泡ゴムは、円相当径の平均値(以
下、平均円相当径ともいう)が0.1〜1.0mmであ
る気泡を有するものである。なお、本明細書において、
上記円相当径とは、上記発泡ゴムの断面における気泡の
断面積と同じ面積を有する円の直径を意味するものであ
り、下記式(3)により算出することができる。 円相当径(mm)=2√(気泡の断面積(mm)/π) (3) 上記平均円相当径が0.1mm未満であると、充分にバ
ネ定数を低減する効果が得られずに帯電音を低減でき
ず、1.0mmを超えると、強度が不足して帯電ローラ
等に用いることができない。
【0012】上記発泡ゴムは、気泡占有面積率が50〜
80%であることが好ましい。なお、本明細書におい
て、上記気泡占有面積率とは、上記発泡ゴムの断面にお
ける気泡の断面積の総和が、上記断面全体の面積に占め
る割合を意味するものであり、上記発泡ゴムにおける気
泡の密度を表すものである。上記気泡占有面積率が上記
範囲内であると、帯電音がより低減される。
【0013】上記発泡ゴムの気泡は、下記式(1)によ
り算出される円形度の平均値(以下、平均円形度ともい
う)が0.6〜0.9であることが好ましい。 円形度=4π((気泡の断面積(mm))/(気泡断面の周囲長(mm)) (1) 上記円形度は、気泡がどの程度真円に近いかを表すもの
であり、円形度が1に近いほど真円に近いことを表す。
上記平均円形度が上記範囲内であると帯電音がより低減
される。
【0014】なお、上記発泡ゴムの平均円相当径、気泡
占有面積率、平均円形度の測定は、発泡ゴム中央部を切
り取り、その断面を顕微鏡で観察し、WinLOOF
(三谷商事社製)等の画像処理ソフトを用いることによ
り計算することができる。
【0015】上記発泡ゴムは、上記ゴムに発泡剤を添
加、混合した後、発泡剤を発泡させることにより得るこ
とができる。上記発泡剤としては、例えば、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、アゾビスイソブチロニトリル、4,4’−オキシ
ビスベンゼンスルフォニルヒドラジン(OBSH)等の
有機発泡剤、又は、重炭酸ソーダ等の無機発泡剤等を挙
げることができる。上記発泡ゴムの平均円相当径、気泡
占有面積率、平均円形度は、上記発泡剤の配合量によっ
て適宜調整することにより達成することができる。上記
発泡剤の配合量は、上記ゴムの種類にもよるが、発泡ゴ
ム全量に対して0.5〜20重量%程度である。
【0016】上記発泡ゴムは、導電性を有することが好
ましい。求められる体積抵抗率は本発明の帯電部材の用
途によって決まり、例えば、本発明の帯電部材が帯電ロ
ールに用いられる場合には体積抵抗率は10〜10
Ω・cmであることが好ましい。上記発泡ゴムに導電性
を付与する方法としては特に限定されず、例えば、導電
剤を添加する方法等を挙げることができる。上記導電剤
としては特に限定されず、例えば、カーボンブラック、
グラファイト、金属;酸化錫、酸化チタン等の導電性の
金属酸化物等を挙げることができる。
【0017】上記発泡ゴムは、更に、公知の加硫剤、加
硫促進剤、軟化剤、充填剤、加工助剤等の各種配合剤や
添加剤等を含有してもよい。
【0018】上記帯電部は、上記発泡ゴムからなる層の
外側に、更に表面層を有していてもよい。上記表面層と
しては導電性を有するものであれば特に限定されず、例
えば、熱可塑性樹脂をベースに導電性付与剤や表面改質
剤を添加、分散した組成物からなるものを挙げることが
できる。上記表面層を設けることにより、上記発泡ゴム
の発泡時に気泡が外部に抜けるために起こる発泡不足、
ピンホール欠陥、発泡ゴム層の不均一化等を防止するこ
とができる。
【0019】上記支持部は、上記帯電部を支持するもの
である。上記支持部としては、例えば、鉄、アルミニウ
ム、各種ステンレス鋼等の金属等;導電性を有する合成
樹脂等からなるものを挙げることができる。
【0020】本発明の帯電部材を製造する方法としては
特に限定されず、例えば、押出成形法等を挙げることが
できる。上記帯電部が複数の層からなる場合には、図1
に示したような共押出が可能なクロスヘッド押出成形機
を用いることが好ましい。上記クロスヘッド押出成形機
を用いれば、帯電部の内側の発泡ゴムからなる層を形成
する発泡ゴム組成物と、外側の表面層を形成する組成物
とを同時に押し出し、更にこれらの組成物の共押出とと
もに支持部を押出方向に搬送することにより、連続した
円筒状の積層体を得ることができる。また、支持部とは
別に、チューブ状の帯電部を押出成形してから、支持部
と帯電部とを合わせて積層体を得てもよい。また、支持
部に発泡ゴムを積層した積層体を形成した後、発泡ゴム
層の表面に表面層を形成する組成物溶液を塗布して乾燥
させてもよい。
【0021】このようにして得られた積層体を、図2に
示したような円筒形状のキャビテイを有する金型に入れ
た上で加熱して加硫及び発泡を行うことにより、本発明
の帯電部材を得ることができる。なお、上記金型として
は、発泡による膨張を考慮して適当な寸法のものを選択
する。
【0022】本発明の帯電部材は、電子写真装置等の帯
電ロール、転写ロール、現像ロール等に好適に用いられ
る。なかでも帯電ロールに好適である。図3に、本発明
の帯電部材からなる帯電ロールの一例を示した。
【0023】上記帯電ロールにおいて、発泡ゴム層の厚
さは、好ましくは1〜10mm、より好ましくは1.5
〜5mmであり、表面層の厚さは、好ましくは0.00
1〜0.300mm、より好ましくは0.005〜0.
150mmである。また、上記帯電ロールにおいては、
全体の体積抵抗値が10〜1013Ω、発泡ゴム層の
体積抵抗率が10〜10Ωcm、表面層の体積抵抗
率が10〜1013Ωcmであることが好ましい。
【0024】
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0025】(実施例1)エチレン−プロピレン−ジエ
ン三元共重合体(JSR社製、EPDM:EP21)1
00重量部に対して、カーボンブラック(SRFクラス
カーボン)20重量部、パラフィンオイル20重量部、
酸化亜鉛5重量部、ステアリン酸1重量部を添加してオ
ープンロールで混練した後、発泡剤としてアゾジカルボ
ンアミド(ADCA)2重量部、発泡助剤としてセルト
ンN(三協化成社製)3重量部、加硫剤(硫黄)1.5
重量部、加硫促進剤として亜鉛ジメチルジチオカルバメ
ート1.5重量部を添加してオープンロールで混練し、
発泡ゴム用組成物を調製した。
【0026】得られた発泡ゴム用組成物をダイを用いて
押出し、円筒状のローラ素材を得た。この円筒状のロー
ラ素材に、両端に軸使用精密加工を施したステンレス鋼
製の軸体(外形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、発泡及び
加硫させ、軸体の外周に発泡ゴム層を形成した。この発
泡ゴム層の外周面の凹凸や偏芯を研磨して整えた。
【0027】別に、エステル系熱可塑性ポリウレタン
(大日精化社製、レザミンME−3148LP)100
重量部、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(大日精化社製、セイカブラックATL879
4)50重量部をメチルエチルケトン(MEK)/ジメ
チルホルムアミド(DMF)混合溶液に固形分が10重
量%となるように溶解し、樹脂系微粒子分散液(大日精
化社製、レザロイドLU−2093)60重量部、アク
リルシリコングラフト共重合樹脂液(東亜合成社製、G
S−30)0.2重量部を加えて攪拌して表面層用塗布
液を調製した。この表面層用塗布液に、軸体の外周に発
泡ゴム層を形成したものを浸漬し、乾燥して厚さ50μ
mの表面層を形成させることにより、軸体の外周に発泡
ゴム層、その更に外周に表面層が形成された帯電ロール
を得た。
【0028】(実施例2〜7)発泡剤種、発泡剤量、カ
ーボンブラック量及び可塑剤量を表1に示したようにし
た以外は実施例1と同様にして帯電ロールを得た。
【0029】(比較例1、2)発泡剤種、発泡剤量、カ
ーボンブラック量及び可塑剤量を表1に示したようにし
た以外は実施例1と同様にして帯電ロールを得た。
【0030】
【表1】
【0031】<評価> (平均円相当径、気泡占有面積率、平均円形度)実施例
1〜7、比較例1、2で得られた帯電ロールの中央部を
切り取り、その断面を観察し、画像処理ソフトとしてW
inLOOF(三谷商事社製)を用いて、平均円相当
径、気泡占有面積率、平均円形度を求めた。結果を表2
に示した。
【0032】(帯電音圧)実施例1〜7及び比較例1、
2で得られた帯電ロールの軸体の両端部に2.94Nの
加重を加えて、外径30mm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
したときに発生する帯電音の音圧を、30mm離れた場
所に置いた音圧計(B&K社製、Sound Leve
l Meter Type2230)を用いて測定し
た。結果を表2に示した。
【0033】
【表2】
【0034】表2より、実施例1〜7で得られた帯電ロ
ールは、いずれも発泡ゴム層の平均円相当径が0.1〜
1.0mmの範囲内にあり、発泡ゴム層の平均円相当径
がこの範囲外にある比較例1、2で得られた帯電ロール
よりも帯電音が小さかった。また、実施例1〜7で得ら
れた帯電ロールのなかでも、気泡占有面積率が50〜8
0%範囲内にある実施例3、4で得られた帯電ロール、
平均円形度が0.6〜0.9の範囲内にある実施例5、
6で得られた帯電ロールは、気泡占有面積率及び平均円
形度が上記範囲外である実施例1、2で得られた帯電ロ
ールに比較して帯電音が小さかった。更に、平均円相当
径、気泡占有面積率及び平均円形度がすべて上記範囲内
である実施例7で得られた帯電ロールは最も帯電音が小
さかった。
【0035】
【発明の効果】本発明によれば、帯電音の発生を低減で
きる振動吸収性に優れた帯電部材を提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】クロスヘッド押出成形機を用いた本発明の帯電
部材の製造方法を示す模式図である。
【図2】本発明の帯電部材の製造に用いる金型を示す模
式図である。
【図3】本発明の帯電部材を用いた帯電ロールの一例を
示す模式図である。
【符号の説明】
1 クロスヘッド押出成形機 2 表面層 3 発泡ゴム層 4 支持部 5 表面層 6 発泡ゴム層 7 支持部 8 金型 9 表面層 10 発泡ゴム層 11 支持部 12 気泡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03G 15/02 101 G03G 15/02 101 // C08L 101:00 C08L 101:00 Fターム(参考) 2H071 BA43 DA06 2H200 FA19 HA03 HB22 HB43 HB45 HB46 LC00 MA03 MA08 MA11 MA12 MA14 MA20 MB01 MB04 MB05 MB06 3J103 AA02 AA13 AA32 AA51 BA41 EA02 EA11 FA04 GA02 GA57 HA03 HA12 HA18 HA20 HA53 4F074 AA06 AA08 AA14 AA90 BA03 BA13 BA14 BA16 BA17 BA18 CA22 DA02 DA12 DA40

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被帯電体に接触する帯電部と前記帯電部
    を支持する支持部とからなる帯電部材であって、前記帯
    電部は、少なくとも、円相当径の平均値が0.1〜1.
    0mmである気泡が形成された発泡ゴムからなる層を有
    することを特徴とする帯電部材。
  2. 【請求項2】 発泡ゴムは、気泡占有面積率が50〜8
    0%であることを特徴とする請求項1記載の帯電部材。
  3. 【請求項3】 気泡は、下記式(1)により算出される
    円形度の平均値が0.6〜0.9であることを特徴とす
    る請求項1又は2記載の帯電部材。 円形度=4π(気泡の断面積(mm))/(気泡断面の周囲長(mm)) (1)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009069752A (ja) * 2007-09-18 2009-04-02 Konica Minolta Business Technologies Inc 二次転写ローラおよび画像形成装置

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