JP3513635B2 - 電子写真装置用弾性ローラー - Google Patents

電子写真装置用弾性ローラー

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JP3513635B2 JP30192995A JP30192995A JP3513635B2 JP 3513635 B2 JP3513635 B2 JP 3513635B2 JP 30192995 A JP30192995 A JP 30192995A JP 30192995 A JP30192995 A JP 30192995A JP 3513635 B2 JP3513635 B2 JP 3513635B2
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像品質に優れた
電子写真装置用弾性ローラーに関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真装置は、表面に光導電体層を設
けた感光体を有しており、作動の際、上記感光体の外周
面が一様に帯電され、ついで被模写体の被模写像を介し
てその外周面を露光することにより、静電潜像を形成
し、この静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成
し、これを紙等に転写し、定着させるものである。
【0003】この過程において、図3に示すように、感
光体8の周辺部材において感光体8に電荷を与える帯電
ローラー5、トナー貯留槽10からトナー9を感光体8
に搬送する現像ローラー6、感光体8よりトナー9を記
録紙11に転写する際に用いられる転写ローラー7等の
種々の導電性を必要とする弾性ローラーが使用されてい
る。
【0004】このような弾性ローラーは、通常、図4に
示すように、ローラーに回転を与える回転軸41、上記
回転軸41の外周に同心に積層され、上記回転軸41の
回転を伝達し、かつローラーに導電性を付与するための
導電性を有し、更にローラーに弾性を付与する弾性をも
有する導電弾性層42、上記導電弾性層42の外周に同
心に積層され、上記導電弾性層42の回転を伝達し、か
つローラーの相手材に当接する表面層43より形成され
ている。
【0005】従来、このような弾性ローラーとしては、
機械的強度、耐磨耗性等に優れしかも当接する相手材を
損傷しない点から、その表面層を、JIS A硬度20
〜45の低い硬度にしている。しかしながら、このよう
に弾性ローラーの表面層を低硬度にすると、感光体等の
相手材との摩擦係数が上昇するので、スムーズにローラ
ーを回転することができない問題が生じる。
【0006】そこで、摩擦係数を低下させるために、表
面層として硬い層をコーティングしたものを用いること
が提案されているが、どのように硬い層を形成するかに
ついては種々の問題が生じていて確定的ではなく、この
ようなコーティング層にフィラーを添加したり、ローラ
ーの表面粗度を粗くしたりして摩擦係数を低下させる手
段をとっている。
【0007】しかしながら、このように表面粗度を粗く
すると、帯電性にムラが生じたり、トナーの均一薄層
化、均一搬送性にムラが生じるので、品質上好ましくな
く、表面粗度を粗くすることなく摩擦係数を低下させる
ことが望まれている。
【0008】また、表面層は、通常、30〜100μm
の厚さに設定しないと摩擦係数が低減できないため、厚
膜コーティングを余儀なくされているが、硬い層の部分
が厚くなると長期間の使用中や休転中に外層部に歪みが
生じて画像品質を損なう結果となる。
【0009】表面粗度を低下させることなく摩擦係数を
低下させる方法としては、例えば、シリコーンを表面層
としてコーティングする方法も提案されているが、この
方法では導電弾性層のポリウレタンとの密着性が劣り、
使用中に剥離が生じて実用上の問題がある。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、弾性ロ
ーラーの摩擦係数の低減は、ローラーの歪み発生の防
止、ローラーの耐剥離性等の機械的耐久性の向上、長期
休転時の相手部材との密着防止等を伴うことが重要であ
り、数多くの提案がなされているが、いずれも効果が不
充分であり実用化には至っていない。
【0011】本発明は、上記現状に鑑み、表面粗度を粗
くすることなく摩擦係数が長期にわたって維持される電
子写真装置用弾性ローラーを提供することを目的とする
ものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、回転軸
の外周に導電弾性層が同心に積層され、更にその外周に
表面層が同心に積層されて形成された電子写真装置用弾
性ローラーにおいて、少なくとも表面層が、鉛筆硬度B
〜6Hの硬化後被膜硬度を有する樹脂をコーティングさ
せたものであるところに存する。以下に本発明を詳述す
る。
【0013】本発明の電子写真装置用弾性ローラーの少
なくとも表面層は、鉛筆硬度B〜6Hの硬化後被膜硬度
を有する樹脂をコーティングさせたものである。上記表
面層が上記樹脂をコーティングしたものである例を図1
に示す。本発明においては、回転軸1の外周に積層され
た導電弾性層2の外周に、(a)のように上記樹脂がコ
ーティングされて表面層を形成している。また、(b)
のように、上記樹脂は、導電弾性層2の全面にコーティ
ングされているとともに、導電弾性層2の両端部にも上
記樹脂がコーティングされていてもよい。
【0014】上記樹脂は、鉛筆硬度B〜6Hの硬化後被
膜硬度を有するものであれば特に限定されず、例えば、
アクリルウレタン、ラクトン変性アクリルウレタン、ア
クリルシリコーン、熱可塑性ウレタン、フェノール樹脂
等を挙げることができる。
【0015】上記樹脂の硬化後の被膜硬度は、鉛筆硬度
B〜6Hである。硬化後被膜硬度が鉛筆硬度B未満であ
ると、表面硬度を充分に上げることができず、摩擦係数
を低減するまで改質するためには厚さが必要となって歪
み等の原因を払拭することができない。また、硬化後被
覆硬度が鉛筆硬度6Hを超えると、樹脂自体が剛直にな
り過ぎて導電弾性層の弾性に追従することができず、割
れや亀裂を生じて画像品質を損なうこととなる。
【0016】本発明は、上記樹脂の硬化後被膜硬度のみ
を限定するものであり上記樹脂の組成を規定するもので
はない。上記樹脂の硬化後被膜硬度の限定により、摩擦
係数を低減することができるので、フッ素粒子やコーテ
ィング密着性の低いシリコーン等を用いる必要はなく、
導電弾性層との密着性を重視した樹脂選択をすることが
できることとなり、低摩擦化が容易となる。
【0017】本発明の第二の要旨は、回転軸の外周に導
電弾性層が同心に積層され、更にその外周に表面層が同
心に積層されて形成された電子写真装置用弾性ローラー
において、少なくとも前記表面層が、鉛筆硬度B〜6H
の硬化後被膜硬度を有する樹脂を含浸させたものである
ところに存する。
【0018】上記第二の本発明においては、鉛筆硬度B
〜6Hの硬化後被膜硬度を有する樹脂は、少なくとも導
電弾性層の表面に含浸される。先に記載した本発明にお
いては、鉛筆硬度B〜6Hの硬化後被膜硬度を有する樹
脂は導電弾性層の表面にコーティングされるため一定の
厚さを有しているが、第二の本発明においては、当該樹
脂が導電弾性層中に含浸されるので、含浸された例を示
した図2で明らかなように、厚さを有することがなく、
更に良好に本発明の効果を発揮することができる。図2
の(a)は、導電弾性層の表皮部のみに含浸させた例で
あり、図2の(b)は、表皮部のほか導電弾性層の両端
部にも含浸させた例である。
【0019】本発明の電子写真装置用弾性ローラーは、
導電弾性層の表皮部において樹脂をコーティング又は含
浸させるだけで摩擦係数の低減化を実現することができ
るので、表面層の薄膜化を達成することができ、表面層
に導電性を付与することなく導電弾性層の導電特性のみ
で充分に導電性機能を果たすことができる。表面層に導
電性を付与するためには、通常、カーボン等の導電性フ
ィラーを表面層材料に添加することを行うが、これによ
り表面層の処理剤の粒度が上昇したりフィラーの分散不
良が生じたりして機能不全を起こしていた。本発明の電
子写真装置用弾性ローラーにおいては、上記の問題点は
完全に解消することができる。
【0020】
【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。
【0021】実施例1〜5、比較例1〜3 (回転軸及び導電弾性層の作製)ポリアジペートエステ
ル系ポリオール(日本ポリウレタン工業社製、ニッポラ
ン4032)100重量部に対して、導電性カーボン1
重量部を添加し、100℃で減圧脱水後、トリレンジイ
ソシアネート(日本ポリウレタン工業社製、ミリオネー
トT−80)をポリオール100重量部に対して7.5
重量部添加して混合し、予め回転軸となる芯金をセット
した110℃の金型に流し込み、3時間硬化した。さら
に脱型後、110℃で24時間アフターキュアーした
後、冷却し、所定寸法に研磨して、抵抗値106 Ωの導
電弾性層を得た。
【0022】(表面層の作製I・コーティング)下記の
樹脂I〜VIを使用して、固形分濃度を10〜15%に
調整し、ディッピング法により、上記で得た弾性ローラ
ーの導電弾性層の表面に処理した。その後、下記の硬化
方法により硬化させた。
【0023】(表面層の作製II・含浸)下記の樹脂I
〜VI中に、上記で得た弾性ローラーを1〜60分間浸
漬し、引き上げた後、弾性ローラー上に付着した樹脂を
溶剤にて除去した。その後、下記の硬化方法により硬化
させた。
【0024】使用した樹脂は、それぞれ下記のようであ
った。 樹脂I アクリルウレタン(KRM7039、ダイセル化学工業
社製 固形分100%) 硬化方法:UV架橋,硬化手段:UV照射,硬化後被膜
硬度:鉛筆硬度6H。 樹脂II ラクトン変性アクリルウレタン(プラクセル2209/
ジュラネート24A、ダイセル化学工業社製、固形分5
0%) 硬化方法:イソシアネート架橋,硬化手段:常温×5
日,硬化後被膜硬度:鉛筆硬度B。
【0025】樹脂III アクリルシリコーン(クリヤマーUA90、三洋化成工
業社製、固形分50%) 硬化方法:シリル基の加水分解,硬化手段:100℃×
60分,硬化後被膜硬度:鉛筆硬度2H。 樹脂IV 熱可塑性ウレタン(ニッポラン5109、日本ポリウレ
タン社製、固形分30%) 硬化方法:溶剤の蒸発,硬化手段:110℃×60分,
硬化後被膜硬度:鉛筆硬度H。
【0026】樹脂V 熱可塑性ウレタン(ニッポラン5232、日本ポリウレ
タン社製、固形分40%) 硬化方法:溶剤の蒸発,硬化手段:110℃×60分,
硬化後被膜硬度:鉛筆硬度2B。 樹脂VI フェノール樹脂(ケムロック218、ロード社製、固形
分20%) 硬化方法:アミン架橋,硬化手段:110℃×60分,
硬化後被膜硬度:鉛筆硬度6H以上。
【0027】摩擦係数の測定 摩擦係数は、ヘイドン表面性測定機14D−ALを用
い、図5に示すように100g荷重でポリエチレンテレ
フタレート(PET:感光体表面)に対する抵抗を測定
した(摺擦速度200mm/分)。実機での評価 東芝社製、電子写真ファクシミリCOPIX TF58
Hを用い、現像ローラーでの評価を実機により行った。
評価項目は、10000枚走行後の画像と、40℃×3
0日放置後の1枚めの画像及び起動時のマシーンの状態
の観察とした。
【0028】なお、膜厚は、レーザー外径測定機によ
り、 〔(表面処理後の外径)−(表面処理前の外径)〕/2 により求めた。また、外径増加率は、 〔(表面処理後の外径)−(表面処理前の外径)〕/
(表面処理前の外径)×100 により求めた。
【0029】
【表1】
【0030】
【発明の効果】本発明の電子写真装置用弾性ローラー
は、上述の構成よりなるので、容易に摩擦係数が低減さ
れ、表面粗度を大きくすることなく、長期にわたり安定
した画像品質を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子写真装置用弾性ローラーの表面層
が、導電弾性層に樹脂をコーティングさせた層である例
を示す図。
【図2】本発明の電子写真装置用弾性ローラーの表面層
が、導電弾性層に樹脂を含浸させた層である例を示す
図。
【図3】電子写真装置における弾性ローラーを示す模式
図。
【図4】弾性ローラーの構造を示す模式図。
【図5】実施例での摩擦係数の測定を示す図。
【符号の説明】
1 回転軸 2 導電弾性層 3 樹脂コーティング層 4 樹脂含浸部 5 帯電ローラー 6 現像ローラー 7 転写ローラー 8 感光体 9 トナー 10 トナー貯留槽 11 記録紙 16 弾性ローラー 17 ホルダー 18 PETフィルム 19 移動台 20 バランサー支点 21 ロードセル 22 おもり 41 回転軸 42 導電弾性層 43 表面層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−168453(JP,A) 特開 平5−6074(JP,A) 特開 平5−273843(JP,A) 特開 平6−124034(JP,A) 特開 平6−173939(JP,A) 特開 平7−20684(JP,A) 特開 平7−54837(JP,A) 特開 平7−56434(JP,A) 特開 平7−92774(JP,A) 特開 平7−104559(JP,A) 特開 平7−209961(JP,A) 特開 昭64−44964(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 13/02 G03G 13/08 G03G 15/02 G03G 15/08 F16C 13/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸の外周に導電弾性層が同心に積層
    され、更にその外周に表面層が同心に積層されて形成さ
    れた電子写真装置用弾性ローラーにおいて、少なくとも
    前記表面層が、アクリルウレタン、ラクトン変性アクリ
    ルウレタン、アクリルシリコーン、熱可塑性ウレタン、
    及び、フェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくと
    も1種の樹脂であって、鉛筆硬度B〜6Hの硬化後被膜
    硬度を有する樹脂をコーティングさせたものであり、導
    電性フィラーを含有しないことを特徴とする電子写真装
    置用弾性ローラー。
  2. 【請求項2】 回転軸の外周に導電弾性層が同心に積層
    された電子写真装置用弾性ローラーにおいて、少なくと
    、アクリルウレタン、ラクトン変性アクリルウレタ
    ン、アクリルシリコーン、熱可塑性ウレタン、及び、フ
    ェノール樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種の
    樹脂であって、鉛筆硬度B〜6Hの硬化後被膜硬度を有
    する樹脂が、導電性フィラーを添加せずに、前記導電弾
    性層中に含浸されていることを特徴とする電子写真装置
    用弾性ローラー。
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