JP2005164783A

JP2005164783A - 導電性ローラ

Info

Publication number: JP2005164783A
Application number: JP2003401104A
Authority: JP
Inventors: Nobutoshi Hayashi; 信俊林; Arihiro Yamamoto; 有洋山本; Hidenori Sato; 秀紀佐藤; Kazutoshi Ishida; 和稔石田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-12-01
Filing date: 2003-12-01
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】抵抗値ムラが長手方向で５以下、かつ周方向で１０倍以下である半導電性ローラ。弾性層に電子導電性物質を含み、２層以上の層を有する。
【解決手段】弾性層に電子導電性物質を含み、２層以上の層を有する。液状材料を使用し、成形条件、材料粘度を規定することにより、上記抵抗ムラを達成することが出来、電子導電物質を弾性層に含有することにより環境依存性が少ない。また、濃度ムラ、かぶりの少ない画像を得ることが可能な現像ローラ。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の画像形成装置において、使用される導電性ローラ関するものである。特に、長手方向の抵抗値のムラがと周方向の抵抗値のムラが少ない導電性ローラ、及びその製造方法に関するものであり、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラなどに利用が可能である。

電子写真装置である複写機、プリンタ等には帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ等多数のローラが使用されている。

画像形成装置の概略構成図を図１示した。複写機やプリンタ等の画像形成装置は、回転ドラム型・転写方式の電子写真装置であって、１は像担持体としての電子写真感光体（感光ドラム）であり、時計方向に所定の周速度（プロセススピード）をもって回転駆動される。感光ドラム１は、その回転過程で帯電手段としての電源Ｅ１から帯電バイアスを印加した帯電ローラ２により周面が所定の極性・電位（本実施例では−６００Ｖ）に一様帯電処理され、次いで露光系３により目的の画像情報に対応したネガ画像露光（原稿像のアナログ露光、デジタル走査露光）を受けて周面に目的画像情報の静電潜像が形成される。

次いで、その静電潜像がマイナストナーによる反転現像方式の現像ローラ４を用いたトナー現像方式によりトナー画像として現像される。そしてそのトナー画像が感光ドラム１と転写手段５としての転写ローラとの間の転写部に不図示の給紙手段から所定のタイミングで転写材Ｐが給送され、転写ローラ５に対して電源Ｅ２から約＋２〜３ＫＶの転写バイアスが印加され感光ドラム１面の反転現像されたトナー像が転写材Ｐに対して順次転写されていく。

トナー画像の転写を受けた転写材Ｐは、感光ドラム１面から分離されて不図示の定着手段へ導入されて像定着処理を受ける。トナー画像転写後の感光ドラム1面は、クリーニング手段６で転写残りトナー等の付着汚染物の除去処理を受けて清浄面化されて繰り返して作像に供される。

ここで使用する帯電ローラ２、現像ローラ４、転写ローラ５には寸法精度、高耐久性が要求されており、特に電気特性に関しては長手方向の抵抗値のムラ、及び周方向の抵抗値ムラが少ないことが要求されている。尚、上記記載の帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラのうち、どれかがベルト形状になった場合でも、残りのローラとして要求される特性は同様である。

電気的抵抗値のムラを少なくするものとしては、特開平０７−１１３０５０のように親水性ウレタン樹脂に有機イオン性物質を添加することにより電気的抵抗値のムラを少なくする手法が取られている。しかしながら、この方法では抵抗の位置バラツキを少なくし、連続通電した時の抵抗変化が少なくなるのみで、周方向の抵抗値のバラツキ、或いは環境変化による抵抗値の変化を少なくすることは容易ではなかった。

また、特開平０９−０３４２１８では高圧電荷を付加することにより周方向の抵抗値ムラを改善する手法が開示されている。しかしながら、長手方向の抵抗ムラについての記載がなく、具体的にどのような理由により周方向の抵抗値ムラが改善されるのか、抵抗値に係わる導電性物質についての内容が不明である。

特開平１０−２７４２３６では、導電性付与剤を分散させたポリウレタン材料を用いて成型し周方向の抵抗値ムラを改善している。しかしながら、長手方向の抵抗ムラについての記載がなく、また環境変化による抵抗値の変化に関する記載がない。

特開平１１−３１１８９８でも長手方向の抵抗ムラに関する記載がなく、弾性層上に低抵抗樹脂材料からなる樹脂層を形成することによってのみ周方向の抵抗値のムラを改善するのみで、弾性層自身の抵抗ムラを改善する内容が不明である。

これに対し、本発明の目的は、長手方向と周方向の抵抗値のムラを同時に少なくした導電性ローラを提供する、及び、この導電性ローラを製造する方法を提供するものである。

上記課題を解決する為に、本発明の導電性ローラは、請求項１によれば軸体の周りに導電性弾性層を設けた導電性ローラにおいて、その抵抗値のムラが長手方向で２０倍以内、周方向で１０倍以内であることを特徴とする導電性ローラである。請求項２によれば、軸体の周りに２層以上の層を有した導電性ローラにおいて、その抵抗値のムラが長手方向で２０倍以内、周方向で１０倍以内であることを特徴とする導電性ローラである。請求項３によれば、軸体上に液状導電性材料を型内に注入して、前記液状導電性材料を型内で熱をかけて架橋することにより得ることを特徴とする、請求項１、２記載の導電性ローラ及びその製造方法である。請求項４によれば、前記液状導電性材料が電子導電性物質を含有することを特徴とする、請求項１〜３記載の導電性ローラである。請求項５によれば、前記液状導電性材料の粘度が1000Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする、請求項１〜４記載の導電性ローラである。請求項６によれば、表面にトナーを担持してトナー薄膜を形成し、この状態で潜像担持体に非接触、または接触して該潜像担持体表面にトナーを供給することにより可視化する請求項１〜５記載の導電性ローラが現像ローラである。

（作用）
上記、問題点を解決するための手段による導電性ローラの構成によれば、以下の作用がある。

本発明の導電性ローラを現像ローラとして使用した場合、図２、図３のような形態を示す。現像ローラは図３で示すように、軸体の周りに導電性弾性層を設ける、或いは図２で示すように軸体の周りに導電性弾性層を設け更に必要に応じて表層を１層以上設けた構成をしており、いずれの場合でも、ローラの長手方向の抵抗値ムラは２０倍以内に抑えられており、また周方向の抵抗値ムラは１０倍以内に抑えられている。表層を設けた構成の場合、導電性弾性層と表層との抵抗値の関係は、導電性弾性層よりも表層の抵抗値が高くても良く、逆に導電性弾性層よりも表層の抵抗値が低くても導電性ローラの抵抗値として上記範囲内に入っていれば構わない。導電性弾性層の形態としては、発泡体の形態でもソリッドの形態でも構わない。

ここで使用される弾性層として使用できる材料は、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、スチレンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、シリコーンゴム（Ｑ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ヒドリンゴム（ＥＣＯ）、多硫化ゴム（Ｔ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）等が挙げられ、これらを２種類以上組み合わせて使用することも出来る。更に、これらの材料に導電性を付与して使用することが出来る。更にはこれらの材料に発泡剤、バルーン等を添加して使用することが出来る。液状材料を使用する場合、軸体上に液状導電性材料を型内に注入して、前記導電性材料を型内で熱をかけて架橋することによりローラ形状を得ることが出来る。

軸体としては、導電性を示すものであればなんでも良く金属製のものでも、導電性樹脂でも構わない。しかしながら、通常は金属の中実体からなる芯金、或いは、中心部分をくりぬいた金属製の円筒状のものを用いる。

また、必要に応じてこの導電性弾性層の外側に表層を配置してもよくここで使用される材料としては、上記に上げた弾性層に使用される材料以外にも、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、フッ素樹脂、ポリプロピレン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、珪素樹脂、ポリエステル樹脂、スチロール系樹脂、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂、繊維素系樹脂、塩化ビニル樹脂、シリコーン樹脂、水系樹脂などがあり、これらを２種類以上組み合わせて使用することも出来る。更に、これらの材料に導電性を付与して使用することが出来る。

また、これらの材料を導電化する手法としては電子導電機構による導電付与剤を材料に分散させることが望ましい。イオン導電機構による導電付与剤を材料に分散させた場合、環境による抵抗値の変化が大きく、安定的に導電性ローラを使用することが困難である。しかし、電子導電性機構による特性を損なわない程度に、イオン導電機構による導電付与剤を材用に分散させることは可能である。

また、表層については電子導電機構による導電付与剤を材料に分散させる方法以外にも、イオン導電機構による導電付与剤を材料に分散、或いは材料分子内に取り込む方法などがある。いずれの場合も両者を併用することも可能である。電子導電機構による導電付与剤としては、カーボンブラック、グラファイト等の炭素系物質、アルミニウム、銀、金、錫−鉛合金、銅−ニッケル合金等の金属或いは合金、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化錫、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化銀等の金属酸化物、各種フィラーに銅、ニッケル、銀等の導電性金属めっきを施した物質等を挙げる事が出来る。これら電子導電機構による導電付与剤は粉末状或いは、繊維状の形態で、単独または２種類以上を混合して使用する事が出来る。

一方イオン導電機構による導電付与剤としては、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＮａＣｌＯ_４、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＮａＳＣＮ，ＫＳＣＮ，ＮａＣｌ等の周期律表第１族金属の塩、ＮＨ_４Ｃｌ、ＮＨ_４ＳＯ_４、ＮＨ_４ＮＯ_３、等のアンモニウム塩、Ｃａ（ＣｌＯ_４）_２、Ｂａ（ＣｌＯ_４）_２等の周期律表第２族金属の塩、これらの塩と１，４−ブタンジオール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール等の多価アルコールやそれらの誘導体との錯体、これらの塩とエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリエチレングリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体、第四級アンモニウム塩等の陽イオン性界面活性剤、脂肪族スルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルリン酸エステル塩等の陰イオン性界面活性剤、ベタイン等の両性界面活性剤を挙げる事が出来る。これらイオン導電機構による導電付与剤は粉末状或いは、繊維状の形態で、単独または２種類以上を混合して使用する事が出来る。

以上のような、材料、導電性物質を使用することにより導電性ローラを現像ローラとして使用する場合、抵抗値としては、ローラに１００Ｖの電圧を印加した場合１Ｅ３〜１Ｅ１０Ωにすることが望ましく、より良くは、１Ｅ４〜１Ｅ７にすることが望ましい。抵抗値が１Ｅ３Ωより小さい場合、電流が流れすぎてしまい適正なトナー量が現像ローラ上に乗らない。また、１Ｅ１０Ωよりも大きい場合、電流がローラに流れにくくなり、濃度が出ないといった問題が発生する。また、長手方向、周方向の抵抗に関しても、抵抗ムラは少ない方が良く、局所的に抵抗が小さい場合、及び大きい場合には上記と同様な理由や局所的な現像不良により、高精細な画質を得ることが難しい。

導電性ローラの抵抗値は図４のように導電性ローラを金属製ドラムに押し当て、ローラの侵入量が５０μｍになるように調整し、ローラの回転数を６０ｒｐｍで回転させ、金属製ドラムと導電性ローラの軸体に１００Ｖの電圧を印加し、導電性ローラに流れる電流値を測定することにより抵抗値を算出した。

また、以上の如くして形成される導電性ローラのアスカーＣ硬度は５０°以下とすることが好ましい。このアスカーＣ硬度が５０°を超えると現像ローラと感光ドラムとの間の摩擦で、トナーが現像ローラや感光ドラムの表面に融してしまうので好ましくない。尚、「アスカーＣ硬度」とは、日本ゴム協会標準規格ＳＲＩＳ０１０１に準拠したアスカーＣ型スプリング式ゴム硬度計（高分子計器（株）社製）を用いて測定したローラの硬度であり、常温常湿（２３℃、５５％ＲＨ）の環境中に１２時間以上放置したローラに対して、上記硬度計を１０Ｎの力で当接させてから３０秒後の測定値とする。但し、硬度が１０°以下にした場合、材料自体の圧縮永久歪みが大きい、或いは耐久による削れなどが大きくなり、好ましくない。

本発明の導電性ローラを帯電、転写ローラとして使用した場合も同様に、図２、図３のような形態を示す。帯電、転写ローラは図３で示すように、軸体の周りに導電性弾性層を設ける、或いは図２で示すように軸体の周りに導電性弾性層を設け更に必要に応じて表層を１層以上設けた構成をしており、いずれの場合でも、ローラの長手方向の抵抗値ムラは２０倍以内に抑えられており、また周方向の抵抗値ムラは１０倍以内に抑えられている。表層を設けた構成の場合、導電性弾性層と表層との抵抗値の関係は、導電性弾性層よりも表層の抵抗値が高くても良く、逆に導電性弾性層よりも表層の抵抗値が低くても導電性ローラの抵抗値として上記範囲内に入っていれば構わない。導電性弾性層の形態としては、発泡体の形態でもソリッドの形態でも構わない。また、ここで使用できる軸体、導電性弾性層、及び表層の材料は、現像ローラで使用できる材料が全て使用できる。

以上のような、材料、導電性物質を使用することにより導電性ローラを帯電ローラとして使用する場合、抵抗値としてはローラに３００Ｖの電圧を印加した場合１Ｅ３〜１Ｅ１０Ωにすることが望ましく、より良くは、１Ｅ４〜１Ｅ９にすることが望ましい。１Ｅ１０Ωよりも抵抗値が高い場合、必要な帯電に必要な電流値を確保するには、多大な電圧をかける必要があり、材料が絶縁破壊を起こす。またローラに電流が流れなくなり適正な電荷を感光ドラムに与えることが出来ず高画質を得ることが出来ない。また１Ｅ３Ωよりも低い場合は僅かな電圧のバラツキによって電流値が大幅に変動し安定した電流を確保することが出来ず、またローラ表面に電気が長手方向に流れて、電流リークが発生してしまい、帯電不良が起きて画像不良が起きてしまう。また、長手方向、周方向の抵抗に関しても、抵抗ムラは少ない方が良く、局所的に抵抗が小さい場合、及び大きい場合には上記と同様な理由や局所的に帯電することにより、高精細な画質を得ることが難しい。

また、上記記載の材料、導電性物質を使用することにより導電性ローラを転写ローラとして使用する場合、非通紙部での像担持体への過剰な電流や電流リーク等による印加電圧のブレークダウンを防止する目的で、抵抗値としてはローラに１０００Ｖの電圧を印加した場合１Ｅ４〜１Ｅ１０Ωにすることが望ましく、より良くは、１Ｅ５〜１Ｅ９にすることが望ましい。また、長手方向、周方向の抵抗に関しても、抵抗ムラは少ない方が良く、局所的に抵抗が少ない場合、及び大きい場合には上記と同様な理由により、高精細な画質を得ることが難しい。しかしながら、この電気抵抗領域はカーボンブラックの少量の違いで抵抗が大幅に変わり、また練り、成形、加硫等の加工条件の違いによっても抵抗が変化してしまう領域であるため、上記範囲内に抵抗値を調整するのに非常な困難を要する。更に、成形、加硫時にカーボンブラックの粒子が再凝集してしまい、導電性弾性体中の分散導電性粒子の粒子間接触状態が場所によって異なることが原因で電気的抵抗ムラが発生する。従って、このような導電性弾性体に電圧を印加することで画像を形成する装置の転写ローラに使用すると、電気分布のムラが大きく、これが原因の転写ムラの発生をみる事がある。また、転写後の像担持体上に局所的な転写帯電メモリを形成し、次の作像工程において画像上に濃度ムラとなってしまう事がある。特に反転現像方式を採用する画像形成装置においては、像担持体としての感光体を局所的に帯電してしまう為、その部分が転写帯電メモリとなって次の帯電工程で帯電不足となり、現像されて黒ポチ状のカブリとなってしまう為著しく画像品質の低下を招いてしまう。

以上説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。

電子写真複写装置、プリンタ、静電記録装置等の画像形成装置において、本発明の導電性ローラを使用した場合、高品質の画像が得ることが出来る。

（実施例１）
本発明の実施の形態を示す
本実施例で使用した弾性体ローラの製造方法を以下に示す。ＥＰＤＭゴムに導電性充填剤としてカーボンブラック、可塑剤としてパラフィンオイル、その他発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等を練り込みながら添加し、押出し機で押出し成形しチューブ状の成形品を得た。この成形品を加硫缶で１６０℃×３０分の条件で加硫、発泡させチューブ状発泡体を得た。このチューブ状発泡体を、予め接着剤を塗布した直径６ｍｍ長さ２６０ｍｍの芯金に圧入接着し、円筒研磨機で表面スキン層を研磨し、ゴム端部を突っ切りすることによりゴムの全長が２４０ｍｍ、外径が１２ｍｍでローラ表面にケバのない弾性体ローラを得た。ここで使用する芯金は以下の工程で製作したものを用いた。芯金を洗浄し無電解ニッケルめっきにより２μｍの被膜を作成した。また、本実施例ではウレタンとの乾燥重量比で４０％の酸化スズを導電性フィラーとして分散させたウレタンからなる塗工液を使用し（液体粘度２０ｍ・ｐａ・ｓ）導電性表層剤とした。この導電性表層剤を上記で作成した弾性体ローラにディッピングすることで帯電ローラ２（図２）を得た。

この帯電ローラ表層の膜厚を測定したところ、最大膜厚２０μｍ、最少膜厚１６μｍの均一な厚みのローラを得ることが出来た。特に、画像領域部分（幅２１０ｍｍ）の膜厚については、良好な結果を得た。膜厚の測定方法は、塗工前の弾性体ローラの外径をレーザ測長機で測定し、塗工後も同様に表層付きのゴムローラの外径を測定し、それぞれの外径差の半分をその膜厚とした。

ここで得られた帯電ローラ２の抵抗を測定したところ、３Ｅ６Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に５００Ｖの電圧を印加して帯電ローラ２の抵抗値を測定した。また、この時の帯電ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約１．２倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約１．５倍であった。

この帯電ローラ２を前記記載の画像形成装置に組み込んで使用したところ、該帯電ローラ２は感光ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接状態に保持され、感光ドラム１の回転に順方向にドラムの回転周速と略同じ周速度をもって回転する。本実施例においては、局部的に過剰な電荷が感光ドラムに付与させる事もない為、次回の画像形成時に局部的なポチ状の濃度ムラの発生はもちろん、ポチ状のカブリとなることもなく良好な画像を得ることが出来た。

（実施例２）
ポリオール１００部にカーボンブラック１部を３本ロールで練り、ＭＤＩ系イソシアネートを８部混合攪拌し、調整、混合した後、真空ポンプを用いて減圧脱泡した。

次に、接着剤を塗布した芯金を１２０℃に加熱した円筒状ローラ金型にセットし、上記混合材料を円筒状ローラ金型に注入し１２０℃、１ｈｒの加熱条件で硬化反応させ、型から取り外した後、更に１２０℃、２ｈｒの加熱条件で硬化反応を完結させ、弾性体ローラを得た。注入した際の上記混合材料の粘度は１５０Ｐａ・ｓであった。この弾性体ローラに、導電性表層剤を塗工し現像ローラ４（図２）を得た。また、ここで使用した芯金は、実施例１と同様のものを用いた。

この弾性体ローラに塗工する導電性表層剤は以下のように調整した。まずウレタン樹脂の固形分５％となるよう調整したメチルエチルケトンを主溶媒とする混合溶液に、さらにカーボンブラックを、樹脂成分に対し２０重量部添加し十分に攪拌分散したものを塗工液とした。この液中に弾性ローラを浸漬してコーティングした後、引き上げて乾燥させ、１００℃にて２時間加熱処理して、導電性樹脂層を弾性層の外周に設けることで本実施例２の現像ローラ４を得た。

この現像ローラ表層の膜厚を測定したところ、最大膜厚１８μｍ、最少膜厚１６μｍの均一な厚みのローラを得ることが出来た。特に、画像領域部分（幅２１０ｍｍ）の膜厚については、良好な結果を得た。膜厚の測定方法は、塗工前の弾性体ローラの外径をレーザ測長機で測定し、塗工後も同様に表層付きのゴムローラの外径を測定し、それぞれの外径差の半分をその膜厚とした。

ここで得られた現像ローラ４の抵抗を測定したところ、８Ｅ５Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に２００Ｖの電圧を印加して現像ローラ４の抵抗値を測定した。また、この時の現像ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約１．５倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約１．９倍であった。

この現像ローラを感光ドラムに進入量が６０μｍになる状態で圧接し、この現像ローラを使いハーフトーンによる画像評価を行った結果、良好な画像を得ることが出来た。

（実施例３）
ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン１００部にカーボンブラック３０部、珪素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン１０５部をロールにより均一分散するまで混練りし、接着剤が塗布された芯金５ｂがセットされたパイプ形状の金型中に前記混合材料を注入した。注入した際の上記混合材料の粘度は２００Ｐａ・ｓであった。その後１７０℃、３０分、２００ｋｇ／ｃｍ^２にて加橋し、冷却後パイプ金型を脱型し２００℃、４時間の条件で熱風乾燥炉を用いて２次加硫することにより弾性体ローラ５を得た。ここで使用する芯金は実施例１と同様のものを用いた。また、ここで使用した芯金は、実施例１と同様のものを用いた。

この弾性体ローラに塗工する導電性表層剤は以下のように調整した。まずウレタン樹脂の固形分５％となるよう調整したメチルエチルケトンを主溶媒とする混合溶液に、さらにカーボンブラックを、樹脂成分に対し２５重量部添加し十分に攪拌分散したものを塗工液とした。この液中に弾性ローラを浸漬してコーティングした後、引き上げて乾燥させ、１００℃にて２時間加熱処理して、導電性樹脂層を弾性層の外周に設けることで本実施例２の現像ローラ４を得た。

ここで得られた現像ローラ４の抵抗を測定したところ、６Ｅ５Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に２００Ｖの電圧を印加して現像ローラ４の抵抗値を測定した。また、この時の現像ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約１．３倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約２．１倍であった。この現像ローラを感光ドラムに進入量が４０μｍになる状態で圧接し、この現像ローラを使いハーフトーンによる画像評価を行った結果、良好な画像を得ることが出来た。

（実施例４）
本実施例４において、転写手段５として以下のように調整した弾性体ローラ（図２）を使用した。

ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン１００部にカーボンブラック３０部、珪素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン１０５部をロールにより均一分散するまで混練りし、接着剤が塗布された芯金５ｂがセットされたパイプ形状の金型中に前記混合材料を注入した。注入した際の上記混合材料の粘度は１００Ｐａ・ｓであった。その後１７０℃、３０分、２００ｋｇ／ｃｍ^２にて加橋し、冷却後パイプ金型を脱型し２００℃、４時間の条件で熱風乾燥炉を用いて２次加硫することにより弾性体ローラ５を得た。ここで使用する芯金は実施例１と同様のものを用いた。

ここで得られた図２に示す転写ローラ５の硬度をアスカー硬度計によって測定したところ２８〜３２°（ＡｓｋｅｒＣ）であった。またこの弾性体ローラ（転写ローラ）の抵抗を測定したところ、３Ｅ９Ωであった。測定方法は、図４に示したように、芯金５ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金５ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に２ｋＶの電圧を印加して転写ローラ５の抵抗値を測定した。また、この時、転写ローラ周方向の抵抗値ムラを測定したところ約１．２倍であった。更に図５のように金属ドラムを分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約１．３倍であった。

この転写ローラ５を前記記載の画像形成装置に組み込んで使用したところ、該転写ローラ５は感光ドラム１に対して所定の押圧力をもって圧接状態に保持され、感光ドラム１の回転に順方向に回転する。本実施例においては、ベタ画像が均一に転写され、局部的に過剰なプラス電荷が感光ドラムに付与させる事もない為、次回の画像形成時に局部的なポチ状の濃度ムラの発生はもちろん、ポチ状のカブリとなることもなかった。

（比較例１）
ＥＰＤＭゴムに導電性充填剤としてカーボンブラック、可塑剤としてパラフィンオイル、その他発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等を練り込みながら添加し、押出し機で押出し成形しチューブ状の成形品を得た。この成形品を加硫缶で１６０℃×３０分の条件で加硫、発泡させチューブ状発泡体を得た。このチューブ状発泡体を、予め接着剤を塗布した直径６ｍｍ長さ２６０ｍｍの芯金に圧入接着し、ゴム端部を突っ切りすることによりゴムの全長が２４０ｍｍ、外径が１２ｍｍでローラ表面にケバのない弾性体ローラを得た。ここで使用する芯金は以下の工程で製作したものを用いた。芯金を洗浄し無電解ニッケルめっきにより２μｍの被膜を作成した。また、本比較例ではウレタンとの乾燥重量比で４０％の酸化スズを導電性フィラーとして分散させたウレタンからなる塗工液を使用し（液体粘度２０ｍ・ｐａ・ｓ）導電性表層剤とした。この導電性表層剤を上記で作成した弾性体ローラにディッピングすることで帯電ローラ２（図２）を得た。

この帯電ローラ表層の膜厚を測定したところ、最大膜厚２１μｍ、最少膜厚１３μｍの均一な厚みのローラを得ることが出来た。

ここで得られた帯電ローラ２の抵抗を測定したところ、３Ｅ６Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に５００Ｖの電圧を印加して帯電ローラ２の抵抗値を測定した。また、この時の帯電ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約７．５倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約５倍であった。

この帯電ローラ２を前記記載の画像形成装置に組み込んで使用したところ、局部的に過剰な電荷が感光ドラムに付与されてしまい、次回の画像形成時に局部的なポチ状の濃度ムラが発生し、ポチ状のカブリが発生し良好な画像を得ることが出来なかった。

（比較例２）
ＥＰＤＭゴムに導電性充填剤としてカーボンブラック、可塑剤としてパラフィンオイル、その他発泡剤、発泡助剤、加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤等を練り込みながら添加し、押出し機で押出し成形しチューブ状の成形品を得た。この成形品を加硫缶で１６０℃×３０分の条件で加硫、発泡させチューブ状発泡体を得た。このチューブ状発泡体を、予め接着剤を塗布した直径６ｍｍ長さ２６０ｍｍの芯金に圧入接着し、ゴム端部を突っ切りすることによりゴムの全長が２４０ｍｍ、外径が１２ｍｍでローラ表面にケバのない弾性体ローラを得た。ここで使用する芯金は以下の工程で製作したものを用いた。芯金を洗浄し無電解ニッケルめっきにより２μｍの被膜を作成した。また、本比較例ではウレタンとの乾燥重量比で４０％の酸化スズを導電性フィラーとして分散させたウレタンからなる塗工液を使用し（液体粘度２５０ｍ・ｐａ・ｓ）導電性表層剤とした。この導電性表層剤を上記で作成した弾性体ローラにディッピングすることで帯電ローラ２（図２）を得た。

この帯電ローラ表層の膜厚を測定したところ、最大膜厚５３μｍ、最少膜厚１３μｍの均一な厚みのローラを得ることが出来た。

ここで得られた帯電ローラ２の抵抗を測定したところ、３Ｅ６Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に５００Ｖの電圧を印加して帯電ローラ２の抵抗値を測定した。また、この時の帯電ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約２．８倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約１２倍であった。

（比較例３）
ポリオール１００部にカーボンブラック１部を３本ロールで練り、ＭＤＩ系イソシアネートを８部混合攪拌し、調整、混合した後、真空ポンプを用いて減圧脱泡した。

次に、接着剤を塗布した芯金を１２０℃に加熱した円筒状ローラ金型にセットし、上記混合材料を円筒状ローラ金型に注入し１２０℃、１ｈｒの加熱条件で硬化反応させ、型から取り外した後、更に１２０℃、２ｈｒの加熱条件で硬化反応を完結させ、弾性体ローラを得た。注入した際の上記混合材料の粘度は１２００Ｐａ・ｓであった。この弾性体ローラに、導電性表層剤を塗工し現像ローラ４（図２）を得た。

この弾性体ローラに塗工する導電性表層剤は以下のように調整した。まずウレタン樹脂の固形分５％となるよう調整したメチルエチルケトンを主溶媒とする混合溶液に、さらにカーボンブラックを、樹脂成分に対し２０重量部添加し十分に攪拌分散したものを塗工液とした。この液中に弾性ローラを浸漬してコーティングした後、引き上げて乾燥させ、１００℃にて２時間加熱処理して、導電性樹脂層を弾性層の外周に設けることで本比較例３の現像ローラ４を得た。

この現像ローラ表層の膜厚を測定したところ、最大膜厚１８μｍ、最少膜厚１６μｍの均一な厚みのローラを得ることが出来た。

ここで得られた現像ローラ４の抵抗を測定したところ、８Ｅ５Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に２００Ｖの電圧を印加して現像ローラ４の抵抗値を測定した。また、この時の現像ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約７倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約３．５倍であった。

この現像ローラを感光ドラムに進入量が６０μｍになる状態で圧接し、この現像ローラを使いハーフトーンによる画像評価を行った結果、局所的なかぶりが発生し、良質な画像を得ることが出来なかった。

（比較例４）
ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン１００部にカーボンブラック３０部、珪素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン１０５部をロールにより均一分散するまで混練りし、接着剤が塗布された芯金５ｂがセットされたパイプ形状の金型中に前記混合材料を注入した。注入した際の上記混合材料の粘度は１５００Ｐａ・ｓであった。その後１７０℃、３０分、２００ｋｇ／ｃｍ^２にて加橋し、冷却後パイプ金型を脱型し２００℃、４時間の条件で熱風乾燥炉を用いて２次加硫することにより弾性体ローラ５を得た。ここで使用する芯金は実施例１と同様のものを用いた。また、ここで使用した芯金は、実施例１と同様のものを用いた。

ここで得られた現像ローラ４の抵抗を測定したところ、６Ｅ５Ωであった。測定方法は、図７に示したように、芯金２ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金２ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に２００Ｖの電圧を印加して現像ローラ４の抵抗値を測定した。また、この時の現像ローラ周方向の抵抗ムラを測定したところ約８．３倍であった。更に図８のように金属ドラムを８分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約５倍であった。この現像ローラを感光ドラムに進入量が４０μｍになる状態で圧接し、この現像ローラを使いハーフトーンによる画像評価を行った結果、局所的なかぶりが発生し、良質な画像を得ることが出来なかった。

（比較例５）
本実施例４において、転写手段５として以下のように調整した弾性体ローラ（図２）を使用した。

ビニル末端を有するポリジメチルシロキサン１００部にカーボンブラック３０部、珪素原子結合水素原子を有するポリジメチルシロキサン１０５部をロールにより均一分散するまで混練りし、接着剤が塗布された芯金５ｂがセットされたパイプ形状の金型中に前記混合材料を注入した。注入した際の上記混合材料の粘度は２０００Ｐａ・ｓであった。その後１７０℃、３０分、２００ｋｇ／ｃｍ^２にて加橋し、冷却後パイプ金型を脱型し２００℃、４時間の条件で熱風乾燥炉を用いて２次加硫することにより弾性体ローラ５を得た。

ここで得られた図２に示す転写ローラ５の硬度をアスカー硬度計によって測定したところ２８〜３２°（ＡｓｋｅｒＣ）であった。またこの弾性体ローラ（転写ローラ）の抵抗を測定したところ、３Ｅ９Ωであった。測定方法は、図４に示したように、芯金５ｂの両端に５００ｇの荷重をかけ、芯金５ｂと金属製ドラム７を回転させながらその間に２ｋＶの電圧を印加して転写ローラ５の抵抗値を測定した。また、この時、転写ローラ周方向の抵抗値ムラを測定したところ約８倍であった。更に図５のように金属ドラムを分割して長手方向の抵抗ムラを測定したところ約３．２倍であった。

この転写ローラ５を前記記載の画像形成装置に組み込んで使用したところ、ベタ画像が均一に転写されず、局部的に過剰なプラス電荷が感光ドラムに付与されてしまい、次回の画像形成時に局部的なポチ状の濃度ムラが発生し、ポチ状のカブリとなってしまい高品質な画像を得ることが出来なかった。

本発明の実施の形態を示す画像形成装置の該略図。本発明の実施の形態を示す半導電性ローラの側面、断面図。本発明の別実施の形態を示す半導電性ローラの側面、断面図。ゴムローラの抵抗値を測定する装置の該略図。ゴムローラの長手方向の分割抵抗値を測定する装置の該略図。

符号の説明

１電子写真感光体（感光ドラム）
２帯電手段
２ａ弾性層
２ｂ芯金
２ｃ表層
３露光系
４現像手段
４ａ弾性層
４ｂ芯金
４ｃ表層
５転写手段
５ａ弾性層
５ｂ芯金
６クリーニング手段
７金属製ドラム
８分割金属製ドラム
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３バイアス印加用電源

Claims

軸体の周りに導電性弾性層を設けた導電性ローラにおいて、その抵抗値のムラが長手方向で２０倍以内、周方向で１０倍以内であることを特徴とする導電性ローラ。
軸体の周りに２層以上の層を有した導電性ローラにおいて、その抵抗値のムラが長手方向で２０倍以内、周方向で１０倍以内であることを特徴とする導電性ローラ。
軸体上に液状導電性材料を型内に注入して、前記液状導電性材料を型内で熱をかけて架橋することにより得ることを特徴とする、請求項１、２記載の導電性ローラ及びその製造方法。
前記液状導電性材料が電子導電性物質を含有することを特徴とする、請求項１〜３記載の導電性ローラ。
前記液状導電性材料の粘度が1000Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする、請求項１〜４記載の導電性ローラ。
表面にトナーを担持してトナー薄膜を形成し、この状態で潜像担持体に非接触、または接触して該潜像担持体表面にトナーを供給することにより可視化する請求項１〜５記載の導電性ローラが現像ローラであることを特徴とする。