JP3121163B2 - 導電性ローラ - Google Patents

導電性ローラ

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JP3121163B2
JP3121163B2 JP05002641A JP264193A JP3121163B2 JP 3121163 B2 JP3121163 B2 JP 3121163B2 JP 05002641 A JP05002641 A JP 05002641A JP 264193 A JP264193 A JP 264193A JP 3121163 B2 JP3121163 B2 JP 3121163B2
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政治 伊藤
稔 太田
和久 石川
修二 今
敏賢 國島
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昭和電線電纜株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性ローラに係わり、
特に電子複写機等の現像装置に用いられる導電性ローラ
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、電子複写機やレーザプリンタ
等の現像装置では、感光ドラム外周面を一様に帯電さ
せ、原紙を介在させて感光ドラムに光を照射し、原紙の
画像が形成されていない部分を透過した光が感光ドラム
の帯電を解除することにより、感光ドラム外周上に原紙
の画像状の静電潜像を形成させる。その後、静電潜像が
形成された感光ドラム上に逆の極性に帯電されたトナー
を付着させ、静電潜像上に付着されたトナーを複写用紙
に転写している。
【0003】このような電子複写機には、図2に示すよ
うに感光ドラム1の回転方向と逆方向に回転して感光ド
ラム1の外周面を一様に帯電させる帯電ローラ2、露光
装置3により原紙4を介して照射することにより感光ド
ラム1上に静電潜像を形成させ、逆の極性のトナーTを
静電潜像上に付着させる現像ローラ5、静電潜像上のト
ナーTを複写用紙6に転写する転写ローラ7、トナーT
転写機の感光ドラム1をクリーニングするクリーニング
ローラ8等が備えられる。
【0004】このような帯電ローラ2、現像ローラ5、
転写ローラ7、クリーニングローラ8は、感光ドラム1
を帯電させたり、トナーの移動を行うため導電性ローラ
が用いられる。導電性ローラ9は、図2に示すように芯
金10上にエチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、
ニトリルゴム、ウレタンゴム等の弾性体にカーボンブラ
ック等の導電性粉末や、導電性繊維等の導電性物質を混
入して導電性が付与される導電性弾性体層11を設けて
いる。このような導電性弾性体層11は高電圧下では絶
縁破壊を生じやすく感光ドラムにダメージを与えてしま
うため、導電性弾性体層11上に抵抗調整層12を設
け、導電性の調整を図り絶縁破壊から導電性ローラを保
護している。抵抗調整層12は、適宜な抵抗値を得るた
めエピクロルヒドリンゴム等が適用され、更にこの上層
に抵抗調整層12を保護して耐久性を向上させる保護層
13が設けられている。
【0005】
【発明が解決すべき課題】しかしながら、芯金上に導電
性弾性体層を形成した導電性ローラでは、導電性弾性体
は加硫速度が速く、また、良好な物性が得られやすいこ
と等から硫黄加硫系が用いられていた。しかし、硫黄は
導電性弾性体層11中から析出し、抵抗調整層12を通
過してローラ表面にブリードアウトし、感光ドラムを汚
染するという問題があった。
【0006】また、抵抗調整層12に用いられるエピク
ロルヒドリンゴムは一般的に、老化防止剤として、ジブ
チルジチオカルバミン酸ニッケルやポリ(2、2、4−
トリメチル−1、2−ジヒドロキノリン)等が適用され
ている。老化防止剤は熱や光等により発生するラジカル
が酸素と結合したり、解離を起したり、あるいは更にラ
ジカルを発生してしまうのを防止するため、水素を与え
て安定化して酸化反応を妨げるために添加されるもので
あるが、これらのジブチルジチオカルバミン酸ニッケル
やポリ(2、2、4−トリメチル−1、2−ジヒドロキ
ノリン)等の老化防止剤はエピクロルヒドリンゴムから
遊離して、感光ドラムの汚染源となってしまった。
【0007】そのため、エピクロルヒドリンゴムの抵抗
調整層12上設けられる保護層13を耐久性と共に汚染
物質の析出を防止する作用をする導電性の保護層を設
け、保護層としてポリウレタン樹脂や、ナイロン樹脂を
用いたものもあった(特開昭64−66674号公
報)。しかし、これらは吸水性が高いため、環境変化に
伴い吸水し、導電性にばらつきが生じてしまった。導電
性ローラの導電性にばらつきが生じると、感光ドラムの
帯電や、トナーの移動に乱れが生じ、高画質の画像が得
られないという致命的な欠点となってしまう。
【0008】また、保護層として、フッ素樹脂を使用し
た場合、柔軟性に欠けるため感光ドラムを傷つけてしま
うおそれもあり、ローラの変形や、環境変化に対しても
均一な導電性を有し、感光ドラムを汚染せず、しかも傷
を付けることがなく、適度な硬度を備えた導電性ローラ
を得ることは困難であった。本発明は上記欠点を解消す
るためになされたものであって、均一な導電性を有し、
感光ドラムを汚染することなくしかも、環境変化に対し
ても耐久性を有する導電性ローラを提供することを目的
とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の導電性ローラは、芯金上にエチレン・プロ
ピレンゴムからなる導電性弾性体層、エピクロルヒドリ
ンゴムからなる抵抗調整層を順次積層された導電性ロー
ラであって、前記エチレン・プロピレンゴムはパーオキ
サイド架橋されてなり、前記エピクロルヒドリンゴムは
4、4−ビス(α、α−ジメチルベンジル)ジフェニル
アミン及び/または2−メルカプトベンゾイミダゾール
を含有するものである。
【0010】本発明の導電性ローラを以下に説明する。
本発明の導電性ローラ9は、図1に示すように、芯金1
0上に導電性弾性体層11及び抵抗調整層12が積層さ
れたものである。芯金10は、強度上、鉄、アルミ等の
金属が好ましい。芯金10上に積層される導電性弾性体
層11を形成するゴムは、エチレン・プロピレンゴムか
らなる。エチレン・プロピレンゴムは適度に低硬度であ
り、エチレン・プロピレンゴムに、カーボンブラック等
の導電性物質を添加して、所望の導電性を付与されたも
のである。エチレン・プロピレンゴムはカーボンブラッ
ク等の導電性物質と混練が容易であり、特に均一な導電
性が要求される導電性弾性体層11の構成材質として好
ましい。導電性弾性体層11の抵抗値は103〜105Ω
・cmが好適である。
【0011】エチレン・プロピレンゴムは架橋剤として
パーオキサイドを用いて架橋されたものである。パーオ
キサイドとしてはベンゾイルパーオキサイド、ジクミル
パーオキサイド、2、5−ジ−t−ブチルパーオキシ−
2、5−ジメチルヘキサン、ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ジイソプロピルベンゼン等が用いられる。これによ
って、イオウ加硫の場合のようにイオウ成分がブリード
することがなく、感光ドラムの汚染原因となることが防
げる。更にこれらのパーオキサイド架橋剤により生成し
たポリマーラジカルと架橋助剤を反応させ、架橋効率を
大きくするために、架橋助剤を添加して架橋させる。架
橋助剤としてはマレイミド系が好適に用いられる。マレ
イミド系としては、マレイミド、フェニレンビスマレイ
ミド等が好適である。これらの架橋助剤は導電性弾性体
層11内に留り、析出しない。そのため、感光ドラムの
汚染源とならないものである。
【0012】導電性弾性体層11は硬度等に悪影響を及
ぼさない程度で他の添加材を含有してもよい。更に、導
電性弾性体層11上に設けられる抵抗調整層12はエピ
クロルヒドリンゴムからなる。エピクロルヒドリンゴム
の抵抗値は106〜109Ω・cmであり、導電性弾性体
層11の導電性よりも低い導電性を有し、絶縁破壊を防
止して絶縁破壊による感光ドラムの汚染を防止する。エ
ピクロルヒドリンゴムは導電性物質を添加しなくともそ
れ自体で所望の導電性を有するものであり、カーボンブ
ラック等の導電性物質を添加して導電性物質同志の摩擦
により導電性が付与されるものとは異なり、ローラが変
形しても一定の導電性を有するものである。
【0013】エピクロルヒドリンゴムには老化防止剤と
して4、4−ビス(α、α−ジメチルベンジル)ジフェ
ニルアミン及び2−メルカプトベンゾイミダゾールを添
加する。これらの老化防止剤は熱や光等により発生する
ラジカルが酸素と結合したり、解離を起したり、あるい
は更にラジカルを発生してしまうのを防止するため、水
素を与えて安定化して酸化反応を妨げるために添加され
るものである。これらの老化防止剤は抵抗調整層12内
に留り、析出しない。そのため、感光ドラムの汚染源と
ならないものである。
【0014】このように、ローラの上層及び下層材料が
共に感光ドラムの汚染源を有しないので、汚染の少ない
良質のローラを得ることができる。エピクロルヒドリン
ゴムへの4、4−ビス(α、α−ジメチルベンジル)ジ
フェニルアミン及び2−メルカプトベンゾイミダゾール
の配合量としては1〜2PHRであり、これらの配合比
率は4、4−ビス(α、α−ジメチルベンジル)ジフェ
ニルアミン:2−メルカプトベンゾイミダゾール=1〜
2:0.5〜0が好ましい。
【0015】また、エピクロルヒドリンゴムにはゴム特
性を低下させない範囲で他の添加物を含有させてもよ
い。このような抵抗調整層12上には、抵抗調整層12
を保護して耐久性を向上させるため、保護層13が設け
られる。保護層13はポリアミドからなる。ポリアミド
は耐摩耗性に優れたものであり、107〜1012Ω・c
mの導電性を備えたものであり、抵抗調整層12と同様
にそれ自体で所望の導電性を有するものである。
【0016】このような構成の導電性ローラを作成する
には、洗浄、脱脂してブラスト処理した芯金10にプラ
イマーを塗布し、カーボンブラック等を配合し、架橋剤
としてパーオキサイド、架橋助剤としてフェニレンビス
マレイミドを添加したエチレンプロピレンゴムをプレス
成形したものを芯金10に巻きつけ、加熱、架橋する。
その後、円筒に研削して形成された導電性弾性体層11
上に、老化防止剤として4、4−ビス(α、α−ジメチ
ルベンジル)ジフェニルアミン及び2−メルカプトベン
ゾイミダゾールを所望の配合量を添加したエピクロクヒ
ドリンゴムをプレス成形したものを巻きつけ、加熱、架
橋するか、あるいは当該エピクロルヒドリンゴムを溶液
にして塗布し、塗膜を形成する。円筒に研削して抵抗調
整層12を形成し、その後ポリアミド溶液に浸漬した
り、あるいはポリアミド溶液塗布し、加熱して保護層1
3を形成する。
【0017】得られた導電性ローラは導電性弾性体層1
1、抵抗調整層12から添加物が析出せず、従って感光
ドラムを汚染しない。 [実施例]芯金上に、表1に示す組成の導電性エチレン
プロピレンゴムをシート状にプレス成型した。得られた
シートを銀メッキ板に1kg/cm2の荷重を加えて押
しつけ、60℃、85%RH雰囲気に168時間曝露
後、シートに接触させた銀メッキ板の変化を目測した。
結果を表1に示す。
【0018】比較例として、表1に示す組成の導電性エ
チレンプロピレンゴムを同様に成型した。同様に荷重を
加えた状態で、曝露後、銀メッキ板の変化を目測した。
結果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】また、表2に示す組成のエピクロルヒドリ
ンゴムをシート状にプレス成型した。同様に荷重を加え
た状態で、曝露後、銀メッキ板の変化を目測した。結果
を表2に示す。比較例として、表2に示す組成のエピク
ロルヒドリンゴムを同様に成型した。同様に荷重を加え
た状態で、曝露後、銀メッキ板の変化を目測した。結果
を表2に示す。
【0021】
【表2】
【0022】結果からも明らかなように、比較例では銀
メッキ板が変化し汚染物質の析出が認められたが、実施
例では銀メッキ板の変化みられず、シートからの汚染物
質の析出は認められなかった。また、表1に示す実施例
A、Bの配合組成を用いて6mm直径の芯金上に3mm
厚さの導電性弾性体層をプレス成型により形成し、表2
に示す実施例a、bのエピクロルヒドリンゴム溶解液を
浸漬して厚さ60μの抵抗調整層を設けた。更に、その
上にナイロン保護層を設けた。
【0023】得られたローラの汚染特性を表3に示す。
比較例として表1及び表2に示す実施例以外の導電性弾
性体層及び抵抗調整層の組合せからなるローラを形成し
た。汚染特性を表3に示す。
【0024】
【表3】
【0025】結果から、実施例の組合せによるものは汚
染性がないことがわかった。
【0026】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の導電性ローラによれば、導電性弾性体層はエチレン
プロピレンゴムを含有しパーオキサイド架橋されてな
り、抵抗調整層のエピクロルヒドリンゴムは老化防止剤
として4、4−ビス(α、α−ジメチルベンジル)ジフ
ェニルアミン及び/または2−メルカプトベンゾイミダ
ゾールを含有するのため、ローラ全体に亘って均一な所
望の導電性を有し、適度な硬度であり、感光ドラムを傷
つけることがない。しかも、下層の導電性弾性体層は硫
黄分を含有せず、また、抵抗調整層に含有される老化防
止剤も抵抗調整層内に留るため、硫黄やその他の油分が
析出せず、感光ドラムの汚染を防止できる。本発明の導
電性ローラを電子複写機に用いた場合、高画質な複写を
長時間行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の導電性ローラの断面図。
【図2】導電性ローラが適用される電子複写機を示す
図。
【符号の説明】
9…………導電性ローラ 10…………芯金 11…………導電性弾性体層 12…………抵抗調整層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今 修二 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番 1号 昭和電線電纜株式会社内 (72)発明者 國島 敏賢 神奈川県川崎市川崎区小田栄2丁目1番 1号 昭和電線電纜株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−74165(JP,A) 特開 平2−311871(JP,A) 特開 平2−202430(JP,A) 特開 昭58−59176(JP,A) 特開 平5−248426(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/08 501 G03G 15/02 101 G03G 15/16 103 G03G 15/20 103 G03G 21/10 F16C 13/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】芯金上にエチレン・プロピレンゴムからな
    る導電性弾性体層、エピクロルヒドリンゴムからなる抵
    抗調整層を順次積層された導電性ローラであって、前記
    エチレン・プロピレンゴムはパーオキサイド架橋されて
    なり、前記エピクロルヒドリンゴムは4、4−ビス
    (α、α−ジメチルベンジル)ジフェニルアミン及び/
    または2−メルカプトベンゾイミダゾールを含有するこ
    とを特徴とする導電性ローラ。
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US20030096917A1 (en) 2001-08-23 2003-05-22 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Polymer composition for conductive roller, polymer composition, conductive roller, and conductive belt
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