JP3120540B2 - 導電性ロール - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真記録装置に用
いる現像用、帯電用、除電用、転写用の導電性ロールに
関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】複写機
及びレーザービームプリンタ等に広く利用されている電
子写真記録装置は、一般にドラム状の感光体（以下、感
光ドラムと称す）を備えており、その感光ドラムに対し
て帯電、露光を行って静電潜像を形成し、その後感光ド
ラム上の潜像に応じてトナーを付着させて現像し、次に
その感光ドラム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、その後その感光ドラムを所定の電位に
除電すると共に感光ドラム上に残留するトナーを清掃
し、次の記録に備えるようになっている。また、転写に
よって記録媒体に担持されたトナーは溶融、圧着される
ことにより記録媒体に定着し、これにより一連の記録作
業が完了する。

【０００３】この電子写真記録装置の感光ドラムに対し
てその帯電領域に所定電位を付与する帯電手段、転写領
域に搬送されてきた記録媒体に対して所定電位を付与す
る転写手段、あるいは転写後の感光ドラムにおいてその
帯電領域を一定電位に均一化させる除電手段として、従
来、細径のワイヤに数百〜数千ボルトの高電圧を印加し
てコロナ放電を起こすように構成したコロナ帯電方式の
ものが一般的に広く使用されている。

【０００４】しかしながら、このようなコロナ帯電方式
を用いたものにあっては、コロナ放電に伴って発生する
オゾン等の活性分子が感光ドラムやその他の部品を劣化
させたり人体にも悪影響を及ぼしたりするおそれがあ
り、また、高電圧による感電事故等の危険、ワイヤの汚
損や断線に対する保守管理の面でも問題点がある。

【０００５】そこで、このようなコロナ帯電方式とは異
なり、導電性ゴムローラを感光ドラムに直接接触させて
所定電位を印加するように構成したローラ型の接触帯電
器（以下、導電性ロールと称す）が提案されている。こ
の導電性ロールは高分子量のニトリルブタジエンゴム、
クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム等で形成さ
れており、コロナ帯電方式のものほど高電圧を必要とせ
ず、オゾン等の活性分子もほとんど発生しないなどの優
れた特徴を有するものである。

【０００６】しかし、導電性ロールにあっては感光ドラ
ムに対して均一な電位を付与し、かつ感光ドラムへのト
ナー融着を改良するため、ゴム硬度を下げて密着性を極
力高めることが重要な課題となっている。ところが、従
来の導電性ロールのゴム硬度はアスカーＣ６６程度であ
り、この硬度を下げるため上記ゴム類に低分子量の液状
化合物、例えばオイル等の軟化剤を混入しているが、オ
イル等の軟化剤を配合した場合には、その軟化剤が導電
性ロール表面に浸出し、感光ドラムを汚染するおそれが
ある。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
感光ドラムへの密着性が高く、かつその感光ドラムへの
汚染を極力抑えることができる導電性ロールを提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【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、電子写真記録装置において用いる導電性ロールのゴ
ム層を形成する導電性ゴム組成物、特にシス１，４構造
を９０％以上有する固形状のシス−１，４−ポリブタジ
エンにカーボンブラック等の導電性粉末を配合してなる
導電性ゴム組成物に対し、液状のポリイソプレンゴムを
配合することにより、硬度が低く、圧縮永久歪が少ない
ゴム層を形成することができ、感光ドラムに対する密着
性を高めることができると共に、ゴム層の上に被膜をか
ぶせれば上記ポリイソプレンゴムが導電性ロールのゴム
層から浸出することもなく、これによって感光ドラムを
汚染するおそれがない上、ポリイソプレンゴムの配合に
より作業性、加硫特性が阻害されることもなく、かえっ
て良好な作業性、加硫特性を与えることを見い出し、本
発明をなすに至った。

【０００９】従って、本発明は、良導電性シャフトと、
その外周に設けられた導電性のゴム層とを有し、電子写
真記録装置の感光体又は記録媒体に接触しながらこれら
に所定極性の電位を付与する導電性ロールにおいて、前
記ゴム層が、シス１，４構造を９０％以上有する固形状
のシス−１，４−ポリブタジエンと、液状ポリイソプレ
ンとを含有するゴム組成物により形成されていることを
特徴とする導電性ロールを提供する。

【００１０】以下、本発明に付き更に詳しく説明する
と、本発明の導電性ロールは、図１に示すように、金属
製（例えばステンレス，メッキした鉄，黄銅或いは導電
性プラスチック等）の良導性シャフト１の外周に導電性
のゴム層（外層）２を設けてなるもので、電子写真記録
装置の感光ドラム又は記録媒体に接触しながらこれらに
所定極性の電位を付与するものである。

【００１１】ここで、本発明においては、上記ゴム層
（外層）２をポリイソプレン系ゴムを含む導電性ゴム組
成物により形成する。

【００１２】この場合、ポリイソプレン系ゴムとして
は、天然ゴム、合成の固形イソプレンゴム、合成の液状
ポリイソプレンゴムなどがあるが、本発明では、合成の
液状ポリイソプレンゴムが用いられる。また、合成の液
状ポリイソプレンゴムは、３８℃における溶融粘度（Ｂ
型粘度計，東京計器（株）製）が５００〜７，０００ｃ
ｐｓ、平均分子量（Ｍｖ）が２０，０００〜６０，００
０程度であることが好ましい。

【００１３】また、ゴム層２を形成するゴム組成物にお
いて、ゴム成分としてはポリイソプレン系のゴムの他に
種々のゴム成分を使用することができ、具体的にはブタ
ジエンゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ニト
リルブタジエンゴム（ＮＢＲ）等のブタジエン系ゴムな
どが例示されるが、本発明では、固形ブタジエンゴムが
用いられ、これと上記液状ポリイソプレンゴムとを組み
合わせることにより感光ドラムへの密着性がより高く、
感光ドラムを汚染するおそれもない上、 （１）ゴム硬度がアスカーＣ６１以下の軟らかいゴムを
作り易い、 （２）液状ポリイソプレンゴム（ＬＩＲ）を多量にブレ
ンドしてもバンバリーやロールへの付着が少ない、 （３）加硫時のモールド離れがよい、 （４）加硫が速い、 （５）加硫時の圧縮永久歪が少ない、等の優れた特性を
付与することができる。

【００１４】なお、本発明では、このような効果をより
有効に発揮するため、固形ブタジエンゴムとして、シス
１，４構造を９０％以上含有するものを用いるものであ
る。

【００１５】また、ポリイソプレン系とブタジエンゴム
等の他のゴムとの配合割合は、重量比として１０／９０
〜５０／５０、特に２０／８０〜４０／６０であること
が好ましい。ポリイソプレン系ゴムの割合が少な過ぎる
と、加硫ゴムの硬度が高くなり過ぎる場合があり、多過
ぎると練りゴムの粘着が強過ぎて加工できなくなる場合
がある。

【００１６】上記導電性ゴム組成物には、導電性を付与
する目的でカーボンブラック、黒鉛、金属、導電性の各
種金属酸化物（酸化錫，酸化チタン等）等の導電性粉末
や、カーボンファイバー、金属酸化物の短繊維等の各種
導電性繊維が配合される。導電性粉末や導電性繊維の配
合量は全ゴム１００重量部に対し２０〜１００重量部と
することができる。

【００１７】なお、ゴム層２を形成するゴム組成物に
は、更に充填剤、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、分散
剤、加工助剤等の通常の添加剤を配合することができ、
通常の条件で加硫することができ、通常１〜１０ｍｍ厚
さのゴム層２を形成することができる。

【００１８】本発明の導電性ロールは、感光ドラムへの
トナーの融着を改良するため感光ドラムへ均一な電位を
付与するため、上記ゴム組成物の加硫後、ゴム層２の表
面を砥石等を用いて樽状に研磨することが好ましい。こ
の研磨によって、ゴム層２中央部の外径が端部の外径に
比べて大きくなり、感光ドラムにロールを密着させる際
に両端に加重が加えられたときでも中央部に浮きが発生
しない。

【００１９】また、感光ドラムへの密着性を改良するた
めに更にゴム層２を軟らかくする場合は、１５０〜２５
０℃、好ましくは１８０〜２１０℃の温度で３０分〜３
時間、好ましくは３０分〜２時間熱処理することが好ま
しい。かかる熱処理は、上記研磨を行う場合は、研磨処
理後に行うことが好ましい。

【００２０】なお、本発明の導電性ロールは、図１に示
すように、ゴム層２上に更に被覆膜３を５〜５００μｍ
厚さに形成することができる。この場合、被覆膜３は、
必要な抵抗値になるように導電性粉末を分散して抵抗を
調節するが、被覆膜として、エピクロルヒドリン、アク
リルゴム、シリコンゴム、クロルスルホン化ポリエチレ
ン、フルオロオレフィンビニルエーテル共重合体、一液
性或いは二液性のポリウレタン、Ｎ−メトキシメチルナ
イロン、ナイロンとポリエーテルとの共重合体、ポリエ
ステル系エラストマー等の各種ナイロン等、様々なもの
が使用でき、抵抗合わせは酸化チタンの分散によって行
うことができる。なお、分散方法は、シェーカーにより
分散され、１００℃以上１５０℃以下であって、３時間
以内の条件で乾燥させることによって行うことができ、
このような分散方法及び乾燥時間とすれば、ロール表面
の摩擦抵抗を高くすることができ、融着改良に効果的で
ある。この場合、被覆膜３の抵抗値は１０⁶〜１０¹⁰ρ
・ｃｍとすることができる。また、この被覆膜は複数の
層を積層したものでもかまわない。更に抵抗合わせも酸
化チタンに限定されるものではなく、カーボン，導電性
酸化錫等、一般に使用されている種々の導電性材料を使
用することができる。

【００２１】

【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではな
い。

【００２２】［実施例］スチール性シャフトに下記に示
す処方の導電性ゴム組成物を用いて導電性ゴム層を３ｍ
ｍ厚に形成した。

【００２３】導電性ゴム組成物処方 シス−１，４−ポリブタジエン ６０ 重量部 （日本合成ゴム（株）製ＢＲ０２ＬＬ） 液状ポリイソプレン ４０ 重量部 （クラレ（株）製クラレイソプレンＬＩＲ３０） ケッチェンブラックＥＣ １０ 重量部 亜鉛華 １０ 重量部 硫黄 ０．８重量部 促進剤 ０．７重量部

【００２４】なお、加硫条件は１６０℃×５分とし、加
硫後、導電性ゴム層の表面を砥石で研磨し、中央部の外
径を端部に比べて大きくし、次いで１９０℃で１時間熱
処理を行った。

【００２５】得られた導電性ゴム層の硬度はアスカ−Ｃ
５４°であり、この実施例の導電性ロールは、感光体へ
の密着製が優れ、また２５℃で１年間保存した場合でも
イソプレンゴムの表面浸出もないものであった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、感光ドラムへの密着性
が高く、ポリイソプレン系ゴムが浸出することもなく、
従って感光ドラムを汚染することもなく、電子写真記録
装置の現像用、帯電用、除電用、転写用として好適な導
電性ロールを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す導電性ロールの断面図
である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ 導電性ゴム層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/02 101 G03G 15/08 501 G03G 15/16 103 G03G 21/06 F16C 13/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 良導電性シャフトと、その外周に設けら
   れた導電性のゴム層とを有し、電子写真記録装置の感光
   体又は記録媒体に接触しながらこれらに所定極性の電位
   を付与する導電性ロールにおいて、前記ゴム層が、シス
   １，４構造を９０％以上有する固形状のシス−１，４−
   ポリブタジエンと、液状ポリイソプレンとを含有するゴ
   ム組成物により形成されていることを特徴とする導電性
   ロール。