JP2003295548A - 導電性ローラ及び画像形成装置 - Google Patents

導電性ローラ及び画像形成装置

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JP2003295548A
JP2003295548A JP2002094832A JP2002094832A JP2003295548A JP 2003295548 A JP2003295548 A JP 2003295548A JP 2002094832 A JP2002094832 A JP 2002094832A JP 2002094832 A JP2002094832 A JP 2002094832A JP 2003295548 A JP2003295548 A JP 2003295548A
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roller
conductive
polyamide
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image forming
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Kota Kono
耕太 河野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電性ローラの軽量化を図ると共に、その製
造工程を簡略化してコストの削減を図ることを目的とす
る。 【解決手段】 導電性樹脂からなる中実又は中空の単層
円柱体のみからなることを特徴とする導電性ローラを提
供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、プリンター等の電子写真方式あるいは静電記録方
式の画像形成装置に用いられる転写ローラ、現像ロー
ラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、ベルト駆動ロー
ラ、クリーニングローラなどとして好適に使用される導
電性ローラに関する。
【0002】
【従来の技術】複写機やプリンター等の電子写真方式の
画像形成装置においては、転写用部材、トナー供給用部
材、帯電用部材、ベルト駆動用部材、クリーニング用部
材として、中抵抗の弾性ローラが用いられている。
【0003】従来、これらの転写ローラ、現像ローラ、
トナー供給ローラ、帯電ローラ、ベルト駆動ローラ、ク
リーニングローラとして用いられる導電性ローラとして
は、金属製の導電性シャフトの外周に、導電剤を配合し
て導電性を付与した導電性のゴム、高分子エラストマ
ー、高分子フォームからなる導電性弾性層を形成し、更
にその用途に応じてこの導電性弾性層の外周に表面粗度
調整層、表面層などの塗膜を形成したものが使用されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
導電性ローラは、硫黄快削鋼、アルミニウム、ステンレ
ス鋼等、又はこれらにニッケルめっき、亜鉛めっき等を
施した金属シャフトが用いられるために重く、特に大径
のローラである場合はかなりの重量となるため、駆動系
などの周辺装置が大型化してしまうという欠点がある。
また、上記弾性層を形成するために煩雑な押出成形や射
出成形による加硫成形工程を要し、更に表面粗度調整層
や表面層などの塗膜を形成するための塗工工程、乾燥工
程など複数の煩雑な工程を必要とし、これらがコスト高
の原因の一となっている。
【0005】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、プリンターや複写機等の画像形成装置に、転写ロー
ラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリ
ーニングローラ等として好適に用いられる導電性ローラ
の軽量化を図ると共に、その製造工程を簡略化してコス
トの削減を図ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、表面粗さ、強度、導電性、振れ精度などを用途等に
応じて調整することにより、導電性樹脂のみにより形成
された単層構造のローラであっても、画像形成装置の転
写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ロー
ラ、クリーニングローラ等として、十分な性能を発揮し
得、このように導電性樹脂により中実又は中空の導電性
ローラとすることにより、大幅な軽量化を図ることがで
きると共に、弾性層や塗膜層の形成に要するコストや時
間を削減して効率よく低コストで導電性ローラを提供し
得ることを見出し、本発明を完成したものである。
【0007】従って、本発明は、導電性樹脂からなる中
実又は中空の単層円柱体のみからなることを特徴とする
導電性ローラ、及び、この導電性ローラを、転写ロー
ラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ又はク
リーニングローラとして用いたことを特徴とする画像形
成装置を提供するものである。
【0008】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の導電性ローラは、例えば図1(A),(B)に
示されているように、導電性樹脂で構成された単層構造
のローラ状中実体1a又は中空体1bである。
【0009】この導電性ローラ1a,1bを形成する上
記導電性樹脂としては、合成樹脂に導電剤を配合して導
電性を付与した導電性樹脂組成物を用いることができ、
この導電性樹脂組成物を押出成形や射出成形などの適宜
な方法で成形することにより、上記導電性ローラ1a,
1bが形成される。
【0010】上記導電性樹脂組成物を構成する合成樹脂
としては、特に制限されるものではないが、汎用樹脂や
エンジニアリングプラスチックの中から適宜選定すれば
よい。より具体的には、エンジニアリングブラスチック
としては、例えばポリアセタール、ポリアミド樹脂(ポ
リアミド6、ポリアミド6・6、ポリアミド12、ポリ
アミド4・6、ポリアミド6・10、ポリアミド6・1
2、ポリアミド11、ポリアミドMXD6)、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフ
ェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカ
ーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエー
テルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケト
ン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液
晶ポリマーあるいはポリテトラフルオロエチレンなどが
挙げられる。また汎用樹脂としては、ポリプロピレン、
ABS(アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン)樹
脂、ポリスチレン、さらにはポリエチレンなとが挙げら
れる。そのほか、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリ
コーン樹脂等を挙げることもできる。これらは一種を単
独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよ
い。これらの中で、前記エンジニアリングプラスチック
が好ましく、さらに、ポリアセタール、ポリアミド樹
脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエー
テル、ポリフェニレンサルファイト、ポリカーボネート
などが熟可塑性で成形性に優れ、かつ機械的強度等に優
れる点から好ましい。特に、ポリアミド6・6、ポリア
ミドMXD6(メタキシレンジアミンとアジピン酸とか
ら得られるポリアミド)、ポリアミド6・12或いはこ
れらの混合樹脂が好適である。なお、熱硬化性樹脂を用
いることに差し支えはないが、リサイクル性を考慮すれ
ば熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【0011】次に、この導電性樹脂組成物に配合する導
電剤としては、該樹脂組成物中に均一に分散できるもの
であれば各種のものが使用可能であるが、カーボンブラ
ック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバーやア
ルミニウム,銅,ニッケルなどの金属粉末、酸化スズ,
酸化チタン,酸化亜鉛などの金属酸化物粉末、導電性ガ
ラス粉末などの粉末状導電剤が好ましく用いられる。こ
れらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わ
せて用いてもよい。この導電剤の配合量は、目的とする
導電性ローラの用途や状況に応じて適当な抵抗値が得ら
れるように選定すればよく、特に制限されるものではな
いが、通常は組成物全体に対して5〜30重量%、特に
10〜20重量%とすることが好ましい。
【0012】この場合、この導電性ローラの抵抗値は、
上述のようにローラの用途等に応じて適宜設定される
が、通常は100〜1012Ω・cm、好ましくは102
1010Ω・cm、より好ましくは105〜1010Ω・c
mとされる。
【0013】この導電性樹脂組成物には、必要に応じロ
ーラの強度向上等を目的として各種充填材を配合するこ
とができる。充填材としては、特に制限されるものでは
ないが、グラスファイバー、カーボンファイバー、ウォ
ラストナイトやチタン酸カリウム等の無機ウィスカー、
マイカ,タルク,クレーなどが挙げられる。これら充填
材の配合量は、上記樹脂の種類や目的とするローラの強
度等に応じて適宜選定されるが、通常は95重量%以下
とされる。
【0014】本発明の導電性ローラには、良好な性能を
安定的に発揮させるために十分な強度が求められ、その
用途にもよるが、通常JIS K7171に準拠した曲
げ強度で80MPa以上、特に130MPa以上の強度
を有することが好ましく、これにより良好な性能を長期
に亘って確実に発揮することができる。なお、上記曲げ
強さの上限については特に制限はないが、一般的には5
00MPa以下である。
【0015】本発明の導電性ローラは、上記導電性樹脂
組成物からなる単層構造のもので、弾性層や塗膜層を有
さないものであり、上記導電性樹脂組成物からなるロー
ラ表面の表面状態、特に表面粗さが直接的にローラの性
能に影響する。このローラ表面の表面粗さは、ローラの
用途にもより特に制限されるものではないが、JISB
0601に規定の最大高さRmaxで10μm以下、特
に5μm以下であることが好ましい。更には、上記Rm
axを満足した上で、JIS十点平均粗さRaが1μm
以下、特に0.5μm以下であることがより好ましい。
【0016】また、ローラの寸法精度もローラの性能に
影響し、特にローラの真円度、軸中心度、直進性など
が、用途によってはその性能に大きく影響する。これら
の寸法精度は、ローラを軸2(図1参照)を中心に回転
させたときのローラ外周面の振れ幅(以下「振れ精度」
という)で評価することができ、用途にもよるが、この
振れ精度が200μm以下、特に100μm以下である
ことが好ましい。
【0017】ここで、本発明の導電性ローラは、図1
(A),(B)に示したように、中実体1aであっても
中空体1bであってもよいが、軽量化の観点からは中空
体1bであることが好ましい。この導電性ローラ1a,
1bを上記導電性樹脂組成物を用いて作成する方法とし
ては、特に制限はなく、上記導電性樹脂組成物を、合成
樹脂の種類などに応じた公知の成形法により成形すれば
よく、一般的には金型を用いる射出成形法が好適に用い
られる。特に中空体1bとする場合には、円柱状の中空
部を有する金型本体を備えた成形金型を用い、その円柱
状中空部内に、溶融した上記導電性樹脂組成物を射出注
入すると共に、不活性ガスを該円柱状中空部内に導入
し、このガスの圧力により、導電性樹脂組成物に中空部
を形成する方法が好ましく用いられる。
【0018】本発明の導電性ローラの用途については、
特に制限はないが、複写機やプリンターなどの電子写真
方式の画像形成装置における転写ローラ、現像ローラ、
トナー供給ローラ、帯電ローラ、ベルト駆動ローラ、ク
リーニングローラなどとして好適に用いることができる
が、本発明の導電性ローラにおいては弾性層を有さない
ため、これらの用途のうちでは転写ローラ、ベルト駆動
ローラとして特に好適である。
【0019】
【発明の効果】本発明の導電性ローラは、上記のよう
に、導電性樹脂からなる単層構造のローラであるため、
金属シャフトの外周に弾性層や塗膜層を形成した従来の
ローラに比べて、大幅に軽量化を図ることができると共
に、煩雑な成層工程を要することなく安価に製造するこ
とができるものである。
【0020】
【実施例】以下、実施例,比較例を示して本発明をより
具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限される
ものではない。 [実施例1]下記組成の導電性樹脂組成物を射出成形
し、図1(B)に示されているような、中空円筒状(外
径16mm、肉厚2.5mm、長さ280mm)の導電
性ローラを得た。このローラの電気抵抗は4×106Ω
・cm(JIS K7194による)、曲げ強度は13
0MPa(JIS K7171による)、表面粗さはR
a:0.5μm、Rmax:1.0μm(JIS B0
601による)、振れ精度は45μmであった。導電性樹脂組成物 ポリアミド6.6 67重量% 無機ウィスカー(ウォラストナイト) 20重量% カーボンブラック(ファーネスブラック) 13重量%
【0021】得られた上記導電性ローラを図2に示した
画像形成装置の転写ローラ4として用い、グレースケー
ル、黒ベタ、白ベタの3種類の画像を印刷したところ、
いずれも良好な画像が得られた。また金属シャフトの外
周に導電性のウレタンフォームからなる弾性層(抵抗値
4×106Ω・cm)を形成した従来の導電性ローラを
用いて同様に画像出しを行い、その画質を比較評価した
ところ、上記本発明の導電性ローラにより得られた画像
と同等の画質であった。なお、図2中の参照符号3はト
ナー像が形成された感光ドラム、5は電圧を印加する電
源、6は紙等の記録媒体である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる導電性ローラの一例を示す概略
断面図である。
【図2】本発明の導電性ローラを転写ローラとして用い
た画像形成装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
1a,1b 本発明の導電性ローラ 2 軸部 3 感光ドラム 4 転写ローラ 5 電源 6 記録媒体
───────────────────────────────────────────────────── 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 15/08 501 G03G 15/08 501A 4J002 501D 15/16 103 15/16 103 21/10 21/00 312 Fターム(参考) 2H077 AA15 AC04 AD06 FA01 FA27 2H134 GA01 HA01 HA03 HA17 KD04 KD12 KE02 KG01 KG03 KG04 KH09 KH10 2H171 FA11 FA13 FA15 FA17 FA25 FA26 FA30 GA04 GA05 QB03 QB07 QB47 QC03 QC14 QC25 TA02 TA04 TB13 UA03 UA06 UA07 UA10 XA02 XA12 2H200 FA13 FA16 FA18 GB15 HA02 HA28 HB12 HB22 HB45 HB46 HB47 JA02 JA25 JA26 JA27 JB10 LC03 MA04 MA11 MA12 MA13 MA14 MA17 MA20 MB04 MC04 MC06 3J103 AA12 AA36 BA41 FA19 GA02 GA57 GA58 GA66 HA03 HA12 HA20 HA41 4J002 BD151 CB001 CF061 CF071 CF161 CH071 CL011 CL031 CL051 CM041 CN011 CN031 DA016 DA026 DA036 DA076 DA086 DE096 DE106 DE136 DE187 DJ007 DJ037 DJ047 DL007 FA047 FA086 FD017 FD067 FD116 GM00 GQ02

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性樹脂からなる中実又は中空の単層
    円柱体のみからなることを特徴とする導電性ローラ。
  2. 【請求項2】 ローラ外周面の表面粗さが、JIS B
    0601に規定の最大高さRmaxで10μm以下であ
    る請求項1記載の導電性ローラ。
  3. 【請求項3】 体積固有抵抗が102〜1010Ω・cm
    である請求項1又は2記載の導電性ローラ。
  4. 【請求項4】 JIS K7171に準拠して測定した
    曲げ強度が80MPa以上である請求項1〜3のいずれ
    か1項に記載の導電性ローラ。
  5. 【請求項5】 振れ精度が200μm以下である請求項
    1〜4のいずれか1項に記載の導電性ローラ。
  6. 【請求項6】 ポリアセタール、ポリアミド6、ポリア
    ミド6・6、ポリアミド12、ポリアミド4・6、ポリ
    アミド6・10、ポリアミド6・12、ポリアミド1
    1、ポリアミドMXD6、ポリブチレンテレフタレー
    ト、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファ
    イド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリ
    イミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリ
    スルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレン
    テレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー及びポ
    リテトラフルオロエチレンから選ばれる1種又は2種以
    上の合成樹脂に導電剤を配合した導電性樹脂組成物で形
    成されたものである請求項1〜5のいずれか1項に記載
    の導電性ローラ。
  7. 【請求項7】 上記導電性樹脂組成物が、補強用充填材
    を配合したものである請求項6記載の導電性ローラ。
  8. 【請求項8】 プリンタ、複写機等の画像形成装置に用
    いられる転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、
    帯電ローラ、ベルト駆動ローラ又はクリーニングローラ
    である請求項1〜7のいずれか1項に記載の導電性ロー
    ラ。
  9. 【請求項9】 請求項1〜7のいずれか1項に記載の導
    電性ローラを、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ロ
    ーラ、帯電ローラ、ベルト駆動ローラ又はクリーニング
    ローラとして用いたことを特徴とする画像形成装置。
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