JP4639712B2 - 導電性ロールおよびこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Description
また、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)自体は、電気抵抗が高いため、イオン導電剤のみに依存して抵抗値を調整する場合、イオン導電剤の添加量が過大となり、ブルーミング(滲出)等の問題が生じる。
即ち、本発明は、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記下地弾性層は、22℃55%RHの環境下での体積抵抗値(Rv1)が107〜109Ωの範囲内であり、
前記導電性表面層が、ポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤
<2> 導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記下地弾性層は、22℃55%RHの環境下での体積抵抗値(Rv1)が10 7 〜10 9 Ωの範囲内であり、
前記導電性表面層が、電子伝導性の導電剤を分散してなる導電性樹脂チューブからなり、前記導電性樹脂チューブに分散している電子伝導性の導電剤が、酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記導電性表面層が、ポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤
<8> 導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、22℃55%RHの環境下での前記導電性ロールの体積抵抗値(Rv2)が10 7 〜10 9 Ωの範囲内であり、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記導電性表面層が、電子伝導性の導電剤を分散してなる導電性樹脂チューブからなり、前記導電性樹脂チューブに分散している電子伝導性の導電剤が、酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤
前記導電性ロールが、<1>〜<10>の何れか1つに記載の導電性ロールであることを特徴とする画像形成装置である。
前記転写ロールが、<1>〜<10>の何れか1つに記載の導電性ロールであることを特徴とする画像形成装置である。
式(1)
SF =
(トナー粒子の最大長)2/(トナー粒子の投影面積)]×π×(1/4)×100
第一の本発明の導電性ロールは、導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、前記下地弾性層が下記(1)の条件を満たし、(2)(3)も満たすことが望ましい。
(1)22℃55%RHの環境下での体積抵抗値(Rv1)が107〜109Ωの範囲内である。
(2)28℃85%RHと10℃15%RHとにおける体積抵抗値(Rv1)の常用対数値の差が0.5以下である。
(3)10℃15%RHの環境下で20μAの電流を連続25時間印加することによる体積抵抗値(Rv1)の変化量が、常用対数値で0.5以下である。
尚、本発明において、28℃85%RHと10℃15%RHとにおける体積抵抗値(Rv1)の常用対数値の差とは、2つの値の常用対数値を求め、これら2つの値の差の絶対値を意味する。
前記下地弾性層の体積抵抗値(Rv1)は、図1に示すように、導電性支持体10及び下地弾性層20からなるローラ状の導電性部材(導電性ロール)100を金属板40などの上において、導電性部材100の両端部に各500gの荷重をかけて、導電性支持体10と金属板40との間に1kV(V)の電圧を印加して、10秒後の電流値I(A)を読み取り、以下の式により計算することにより求められる。尚、以下の図面において、同様の機能を有するものは、全図面を通じて同一の符合を付し、その説明を省略する場合がある。
体積抵抗値(R)=電圧(V)/電流(I)
実際の測定は、10℃15%RHの環境において、導電性ロールの両端に500gの荷重を加えながら、金属ロール(外径30mm)に圧接させた状態で、金属ロールを30rpmで回転させながら、導電性ロールと金属ロールとの間で、20μAの電流を連続25時間印加して行った。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤
また、本発明のように、前記下地弾性層を形成するゴム組成物として、エピクロルヒドリンゴム((A)成分)とアクリロニトリル−ブタジエンゴム((B)成分)とを併用すると、(B)成分によりゴム成分を低粘度ポリマー化できるため、押出成形等において、押出圧力低減、押出肌の改良効果が得られるようになる。
すなわち、前記配合比(配合割合)において、前記エピクロルヒドリンゴム((A)成分)が20未満〔アクリロニトリル−ブタジエンゴム((B)成分)が80を超える〕の場合では、得られた導電性部材の初期の電気抵抗が高くなる場合があり、また前記エピクロルヒドリンゴム((A)成分)が80を超える〔アクリロニトリル−ブタジエンゴム((B)成分)が20未満の〕場合では、得られた導電性部材に直流電圧を印加した後の電気抵抗の上昇度合いが大きくなる場合がある。
すなわち、前記(A)成分と(B)成分との合計量100部に対する(C)成分の含有量が5部未満では、前記変動幅に影響を与えるような電子伝導の効果がみられない場合があり、80部を超えると、導電性ロールの硬度が高くなり、導電性ロールと接触する部材との間で形成されるニップ部でのニップ圧が大きくなる等の問題が生じる場合がある。
前述のカーボンブラックの連鎖結合の長さは、カーボンブラックの個々の粒子の粒径や表面活性度に依存しているが、これを示す指標の1つとして、ASTM D2414−6TTに定義されたDBP(ジブチルフタレート)吸油性がある。このDBP吸油性は、カーボンブラック100gに吸収されるDBP量(ml)が多いか少ないかで表される。このDBP吸油性の高い、すなわち吸油量の多いカーボンブラックほど、長い連鎖結合を形成するものとされている。
したがって、DBP吸油性の高いカーボンブラックとDBP吸油性の低いカーボンブラックのDBP吸油性の異なる2種以上を併用することが好ましい。
なお、本発明においては、DBP吸油性の異なる2種以上のカーボンブラックとして、少なくとも前記DBP吸油性の高いカーボンブラックとDBP吸油性の低いカーボンブラックとが用いられていればよく、これらとDBP吸油量が異なるカーボンブラックがさらに含まれていてもよい。
前記架橋剤としては、特に限定するものではなく、従来公知のもの、例えばチオウレア、トリアジン、イオウ等が挙げられる。前記充填剤としては、シリカ、タルク、クレー、酸化チタン等の絶縁性の充填剤が挙げられ、これらは単独で若しくは併せて用いられる。また、発泡剤としては、例えば、無機系発泡剤、有機系発泡剤のいずれを用いてもよく、これらを単独で用いてもよいし、二種以上併用してもよい。
(4)22℃55%RHの環境下での、前記導電性ロールの体積抵抗値(Rv2)が107〜109Ωの範囲内である。
(5)28℃85%RHと10℃15%RHとにおける前記導電性ロールの体積抵抗値(Rv2)の常用対数値の差が0.5以下である。
(6)10℃15%RHの環境下で20μAの電流を連続25時間印加することによる前記導電性ロールの体積抵抗値(Rv2)の変化量が、常用対数値で0.5以下である。
前記導電性表面層の表面抵抗率が107Ω/□より低い場合には、10℃15%RHの低温低湿環境において、葉書きなどのロール幅より幅の狭い用紙を転写する場合に、用紙の抵抗が高くなり、用紙端部で用紙外部に電流が流れ易いために、用紙端部で必要な転写電流が得られず、用紙端部が白く抜ける画質欠陥(用紙部端部不良)が発生する場合がある。
なお、サンプルSの表面抵抗率を測定する場合には、その外周面が円柱状電極部C及びリング状電極部Dに接するように導電性表面層を配置する。
この際、導電性表面層の外周面の表面抵抗率ρs(Ω/□)は、下記式により算出することができる。ここで、下記式中、d(mm)は円柱状電極部Cの外径を示し、D(mm)はリング状電極部Dの内径を示す。
・式 ρs=π×(D+d)/(D−d)×(V/I)
前記導電性表面層の厚みが0.02未満の場合には、厚みが薄過ぎるために導電性表面層の強度が不足し、導電性ロール表面にブレードを当接させて用いた場合にはブレードめくれなどの問題が発生する場合がある。また、0.08mmを超える場合には、下地弾性層の変形に追随させるために必要な圧力が大きくなるなどの問題が生じる場合がある。
なお、導電性表面層の膜厚の測定は、渦電流式の膜厚計(フィッシヤー社製MP30)を用いて行った。
導電性表面層のヤング率が2000Mpa未満の場合には、導電性ロール表面にブレードを当接させて用いた場合には、厚みが0.02mm以上であったとしてもブレードとの圧接により、導電性表面層の強度不足により、導電性表面層が変形して、しわなどが発生して、ブレードめくれなどの問題が発生する場合がある。
(1)ポリイミド樹脂を主成分とする。
(2)電子伝導性の導電剤を分散してなる導電性樹脂チューブからなり、前記導電性樹脂チューブに分散している電子伝導性の導電剤が、酸化処理カーボンブラックである。
前記(1)の態様の場合には、前記導電性表面層の主成分となる材料としては、強度、耐熱性、寸法安定性の観点からポリイミド樹脂であるが、(2)の態様の場合には、例えば、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルサルファイド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、などの樹脂材料を用いることができる。これらの中でも、強度、耐熱性、寸法安定性の観点からポリイミド樹脂が特に好ましい。
より具体的なポリイミド樹脂としては、例えば、ポリピロメリット酸イミド系のポリイミド樹脂材料、ポリビフェニルテトラカルボン酸イミド系樹脂材料などの熱硬化性樹脂。ポリベンゾフェノンテトラカルボン酸イミド酸系樹脂材料、ポリエーテルイミド樹脂などの熱可塑性ポリイミド樹脂をあげることができる。
尚、本発明において、主成分とは、全材料中の50質量%以上を占めることをいう。つまり、前記導電性表面層の全材料中の50質量%以上がポリイミド樹脂であることが好ましい。更に、本発明においては、前記導電性表面層の全材料中の70質量%以上がポリイミド樹脂であることがより好ましく、90質量%以上がポリイミド樹脂であることが更に好ましい。
前記、無機系の充填材を添加する樹脂材料としては、フェノール樹脂などの熱硬化性樹脂。ポリエチレンテレフタレート、ポチブチレンテレフタレート、ポリカーボネイト、ABS樹脂、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどの熱可塑性樹脂をあげることができる。
以上説明した第一〜第二の本発明の導電性ロール(以下、併せて「本発明の導電性ロール」という場合がある。)の層構成は、導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けたものであれば特に限定されない。
具体例を挙げれば、例えば、図5に示すような層構成が挙げられる。図5は、本発明の導電性ロールの一例を示す模式断面図である。
以下に下地弾性層20の外周面に導電性樹脂チューブを被覆・固定する方法について詳細に説明する。
また、他の方法としては、下地層を冷却することにより下地ロールの直径を、導電性樹脂チューブ内径よりも一時的に小さくした状態とし、この状態で下地ロールを導電性樹脂チューブの内周面に圧入する方法を適用することができる。
次に、本発明の画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、少なくとも1つの導電性ロールを備え、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置であって、前記導電性ロールが、既述の本発明の導電性ロールを用いたものであれば特に限定されない。また、本発明の導電性ロールの用途は特に限定されるものではないが、画像形成装置内において転写ロールや帯電ロールとして用いられることが好ましく、転写ロールとして用いられることがより好ましい。
特に、金属ブレードを用いたクリーニングに対しても十分な耐磨耗性を確保するためには、前記導電性ロールの外周面がポリイミド樹脂等の表面微小硬度が18以上の材料から構成されることが好ましい。
また、クリーニング装置として、金属ブレードを適用することにより、トナーとして球形トナーを用いた場合においても、導電性ロール表面に付着した球形トナーを効果的にクリーニングすることができる。
式(1)
SF =
[(トナー粒子の最大長)2/(トナー粒子の投影面積)]×π×(1/4)×100
なお、トナー粒子の絶対最大長、および、トナー粒子の投影面積の測定は、ルーゼックス画像解析装置(株式会社ニレコ製、FT)を用いてスライドガラス上に散布したトナーの光学顕微鏡像をビデオカメラを通じてルーゼックス画像解析装置に取り込み、画像処理することにより実施した。
この場合、前記転写装置に用いられる転写ロールや、前記像坦持体に当接する帯電ロールとして、本発明の導電性ロールを用いることができ、この導電性ロール表面に当接するように金属ブレードを配置してもよい。
図6は、本発明の画像形成装置の一例を示す概略図であり、1は感光体ドラム(像担持体)、2は中間転写ベルト(中間転写体)、3はバイアスロール(第二転写手段)、4は用紙トレー、5はブラック現像器、6はイエロー現像器、7はマゼンタ現像器、8はシアン現像器、9は中間転写体クリーナ、13は剥離爪、21はベルトロール、22はバックアップロール、23はベルトロール、24はベルトロール、25は転写ロール(第一転写手段)、26は電極ロール、31はクリーニングブレード、41は用紙、42はピックアップロール、43はフィードロールを表す。
この静電潜像はブラック現像器5によってトナー現像されて可視化されたトナー像Tが形成される。トナー像Tは、感光体ドラム1の回転で転写ロール25(第一転写手段)が配置された一次転写部に到り、転写ロール25からトナー像Tに逆極性の電界を作用させることにより、前記トナー像Tは、静電的に中間転写ベルト2外周面に吸着されつつ中間転写ベルト2の矢印B方向の回転で一次転写される。
二次転写部は、中間転写ベルト2のトナー像を担持する外周面側に接して配置されたバイアスロール3と、中間転写ベルト2の内周面側からバイアスロール3に対向するように配置されたバックアップロール22と、このバックアップロール22に圧接して回転する電極ロール26と、から構成される。
給送された記録紙41は、バイアスロール3及びバックアップロール22による圧接搬送と中間転写ベルト2の回転により、中間転写ベルト2外周面に担持された多重トナー像が転写される。
前記二次転写部では、転写ロール3と中間転写ベルト2を介して対向配置したバックアップロール22に圧接した電極ロール26に、トナー像の極性と同極性の出圧(転写電圧)を印加することで、該トナー像を記録紙41に静電反発で転写する。
また、中間転写体107に対して像担持体101の反対側に、中間転写体107表面に当接/非当接の制御が可能な転写ロール(本発明の導電性ロール)108が配置されており、当接時には転写ロール108は、中間転写体107の矢印B方向への回転に伴い、矢印C方向に従動回転することができる。
次に、像担持体101表面に形成されたトナー像は、不図示の電源により、像担持体101と中間転写体107との間に電圧が印加されることより、像担持体101と中間転写体107との接触部にて、中間転写体107表面に転写される。
トナー像を転写体107に転写した像担持体101の表面は、除電ランプ108から光が照射されることにより除電され、さらに前記表面に残留しているトナーはクリーニング装置106クリーニングブレードによって除去される。
尚、前述の工程時には転写ロール108は前記中間転写体107と非当接の状態となっており、中間転写体107表面上に全色のトナー像が積層形成された後の記録媒体109への転写時には当接される。
また、小径無機微粒子については表面処理することにより、分散性が高くなり、粉体流動性をあげる効果が大きくなるため有効である。
<実施例1>
(下地弾性層の形成)
先ず、導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性弾性層)で被覆した(以下、下地弾性層と導電性支持体とからなるロールを「下地ロール」と略す)。
次に、導電性表面層として、導電性樹脂チューブを以下のようにして準備した。この導電性樹脂チューブは、宇部興産(株)製の耐熱皮膜用ポリイミドUワニスAに酸性カーボンブラック(デグサジャパン(株)製/Special Black 4;pH3.5)を体積抵抗値(Ω)が、常用対数値で6.5になるように分散させて濃度調整をした塗液を、なお、円筒形金型の外側に塗布してチューブ状に作製したものである。
次に、導電性樹脂チューブ(導電性表面層)の内周側に、下地ロール(導電性支持体及び下地弾性層)を挿入・固定することにより実施例1の導電性ロールを得た。
なお、挿入方法としては、予め所定の形状に加工した導電性樹脂チューブの内部に空気等の流体を注入した状態とし、導電性樹脂チューブ内部に、下地ロールの芯金先端を挿入する事で、下地ロールを流体と共に導電性樹脂チューブに挿入し、図4に示す構成と同じ実施例1の導電性ロールを得た。
なお、前記したそれぞれの評価方法を、既述したものを除き、以下に詳細に説明する。
図4に示す円形電極を用い、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部Cと第二電圧印加電極Bとの間に、サンプルSとして導電性表面層を挟持し、第一電圧印加電極Aにおける円柱状電極部Cと第二電圧印加電極Bとの間に電圧V(V)を印加したときに流れる電流I(A)を測定し、下記式により、導電性表面層の体積抵抗値(Rv3)の体積抵抗率ρv(Ωcm)を算出することができる。ここで、下記式中、tは、サンプルSの厚さを示す。
式 ρv=πd2/4t×(V/I)
導電性ロール表面の面内抵抗バラツキは、図8に示す抵抗計測装置を用いた。なお、図8は、導電性ロール表面の面内抵抗バラツキを測定するための抵抗計測装置の概略斜視図である。図7において、シャフト401を中心軸に持つ導電性ロール401の外周面は、リング状の電極402と圧接しており、導電性ロール401の回転に伴い、電極402が従動回転可能である。また、電極402と、シャフト401との間は、電流計および電圧計が直列に接続されている。
測定は、導電性ロール400の外周面にリング状の電極402を圧接させた状態で、導電性ロール400を回転させることにより円周方向のロール抵抗を測定し、電極402を導電性ロール400の軸方向に移動させることにより軸方向のロール抵抗を行うことができる。
なお、測定に際しては、導電性ロールを周方向に60分割、軸方向に10分割することにより、導電性ロール表面の計600ポイントの抵抗値を求め、これら600ポイントの最大値と最小値との常用対数値の差を導電性ロール表面の面内抵抗バラツキとした。
クリーニング性評価は、導電性ロール表面に金属ブレード(SUS304、厚み:0.1mm)を角度25°、食込み量0.6mmで当て付けたユニットを使用しておこなった。このユニットを形状係数SFが125、体積平均粒子径が5.5μmであるトナーを用いた画像形成装置に取り付け、(13)初期、及び(14)30K枚の画像サンプルを出力したときの、クリーニング性を下記規準で目視評価した。
○:クリーニング性に問題が無い。
×:クリーニング性に問題が有る。
転写性は、図6に示す構造を有する画像形成装置を使用し、画像形成を行って評価した。なお、得られた導電性ロールは、図6に示す画像形成装置の転写ロール25として使用し、トナーは形状係数(SF)が125、体積平均粒子径が5.5μmであるトナーを用いた。また、転写性の評価は、高温高湿環境(28℃85RH%)および低温低湿環境(10℃15RH%)の両方で実施した。
転写性の評価はPK色(プロセスブラック)の転写性が得られる転写電流(下限の電流値)と、K色(ブラック)のリトランスファーに問題がない転写電流(上限の電流値)と、の範囲が2μA以上である場合を転写性ありと判定した。評価指標は以下の通りである。
○:高温高湿環境および低温低湿環境において、転写電流の範囲が2μA以上である。
×:高温高湿環境および/または低温低湿環境において、転写電流の範囲が2μA未満である。
転写画質は、図6に示す構造を有する画像形成装置を使用し、画像形成を行って評価した。なお、得られた導電性ロールは、図6に示す構造を有する画像形成装置の転写ロール25として使用し、トナーは形状係数(SF)125、体積平均粒子径5.5μmの球形トナーを使用した。また、転写画質の評価は、高温高湿環境(28℃85RH%)および低温低湿環境(10℃15RH%)の両方で実施した。
転写画質の評価は、PK色の濃度30%の画質の濃度むらによって判定した。評価指標は以下の通りである。
○:高温高湿環境および低温低湿環境において、画質のむら無し
×:高温高湿環境および/または低温低湿環境において、画質のむら有り
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン株式会社製、Gechron3103、エチレンオキサイド含有量:35モル%)70質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン社製、ニポールDN−219、アクリロニトリル含有量:33.5質量%)30質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)11質量部、及びアサヒサーマルMT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:35ml/100g)25質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを得た。
次に、導電性表面層として、導電性樹脂チューブを以下のようにして準備した。この導電性樹脂チューブは、宇部興産(株)製の耐熱皮膜用ポリイミドUワニスAに酸性カーボンブラック(デグサジャパン(株)製/プリンテックス140U:pH4.5)を体積抵抗値(Ω)が、常用対数値で6.0になるように分散させて濃度調整をした塗液を、なお、円筒形金型の外側に塗布してチューブ状に作製したものである。得られた導電性樹脂チューブの膜厚は40μmであり、表面抵抗率は、1×1011Ω/□であった。
次に、実施例1と同じ様に導電性樹脂チューブの内周側に、下地ロールを挿入・固定することにより実施例2の導電性ロールを得た。この導電性ロールのロール硬度はアスカCで68であり、この導電性ロールの体積抵抗値(Ω)は常用対数値で7.5であった。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン社製、Gechron3103、エチレンオキサイド含有量:35モル%)50質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン社製、ニポールDN−219、アクリロニトリロ含有量:33.5質量%)50質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)10質量部、及び、アサヒサーマルMT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:35ml/100g)25質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物(ゴム組成物)を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを得た。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン社製、Gechron3103、エチレンオキサイド含有量:35モル%)50質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン社製、ニポールDN−219、アクリロニトリロ含有量:33.5質量%)50質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)10質量部、及び、アサヒサーマルMT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:35ml/100g)30質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径は20mmの下地ロールを得た。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン株式会社製、Gechron3103、エチレンオキサイド含有量:35モル%)50質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製、DN401、アクリロニトリル含有量:18質量%))50質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)7質量部、及びアサヒサーマルMT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:35ml/100g)65質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを得た。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(ダイソー株式会社製、CG−105、エチレンオキサイド含有量:38モル%)70質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製、DN219、アクリロニトリル含有量:33.5質量%)30質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)10質量部、及びアサヒサーマルFT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:28ml/100g)35質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物(ゴム組成物)を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを得た。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン株式会社製、Gechron3105、エチレンオキサイド含有量:38モル%)50質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(JSR株式会社製、N260S、アクリロニトリル含有量:22質量%)50質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)11質量部、及びアサヒサーマルMT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:35ml/100g)38質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを得た。
次に、実施例2と同じ導電性樹脂チューブを用いて、実施例1と同様に導電性樹脂チューブの内周側に、下地ロールを挿入・固定することにより実施例7の導電性ロールを得た。この導電性ロールのロール硬度はアスカCで68であり、この導電性ロールの体積抵抗値(Ω)は常用対数値で8.1であった。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性支持体としてステンレススチール製の芯軸(φ12mm)を用い、この外周を予め中空状に成形された1層の下地弾性層(導電性発泡層)で被覆した。
具体的には、エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン株式会社製、Gechron3105、エチレンオキサイド含有量:38モル%)70質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製、DN202H、アクリロニトリロ含有量:31質量%)30質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製、DBP吸油量:288ml/100g)10質量部、及び、アサヒサーマルMT(旭カーボン(株)製、DBP吸油量:35ml/100g)22質量部を併用し、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物(ゴム組成物)を芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを得た。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性表面層として、実施例1と同じ導電性樹脂チューブを用い、下地弾性層としてイオン伝導剤(過塩素酸塩)を添加したウレタンゴムスポンジロールを用いた以外は実施例1と同様にして、比較例1の導電性ロールを作製した。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性表面層を構成する導電性樹脂チューブとして下記の導電性樹脂チューブを用いたこと以外、比較例1と同様にして比較例2の導電性ロールを作製した。
なお、用いた導電性樹脂チューブは、カーボンブラックとして粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製:吸油量288ml/100g)を用い、体積抵抗値(Ω)を常用対数値で6.5に調整し、膜厚が100μm、表面抵抗率が、3×106Ω/□である導電性ナイロンチューブを用いた。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
比較例3の導電性ロールを、導電性表面層および下地弾性層を構成する材料を変えた以外は、実施例1と同様にして作製した。
なお、導電性表面層を構成する導電性樹脂チューブは、カーボンブラックとして、粒状アセチレンブラック(電気化学工業(株)製:吸油量288ml/100g)を用いた、導電性オレフィン系チューブを用いた。この導電性オレフィン系チューブの体積抵抗値(Ω)を常用対数値で10となるように調整したものであり、膜厚は100μm、表面抵抗率は、3×1010Ω/□である。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性表面層を構成する導電性樹脂チューブを除いては、比較例1と同様にして比較例4の導電性ロールを作製した。
なお、導電性樹脂チューブとしては、PVDF樹脂100質量部にイオン導電性ポリマーとして、ポリエーテルを主セグメントとするブロック型ポリマーである三洋化成工業(株)製のペレスタット6321(商品名)を用い、体積抵抗値(Ω)を常用対数値で8に調整し、厚みが0.15mm、表面抵抗率が1×109Ω/□のものを用いた。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
導電性表面層として、実施例1と同じ導電性樹脂チューブを用い、下地弾性層として
エピクロルヒドリンゴム(日本ゼオン社製、Gechron3103、エチレンオキサイド含有量:35モル%)70質量部と、アクリロニトリルブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製、ニポールDN−219、アクリロニトリル含有量:33.5質量%)30質量部とを混合し、これに電子伝導性の導電剤として、ケッチェンブラック(ライオンアグゾ(株)製:360ml/100g)4.5質量部、更に、加硫剤として、硫黄(鶴見化学工業社製、200メッシュ)1質量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業社製、ノクセラ−M)1.5質量部と、発泡剤として、ベンゼンスルホニルヒドラジド6質量部と、を加え、オープンロールで混練した。その混練した混合物(ゴム組成物)を実施例1と同様の芯軸に巻き付け、160℃で20分間プレス加硫発泡させ、4mm厚の下地弾性層を形成し、外径が20mmのロール形状の下地ロールを作製した。更に実施例1と同様に導電性ロールを作製した。
得られた下地ロール及び導電性ロールについて、実施例1と同様の測定及び評価を、実施例1と同様の方法で実施した。その結果を表1に示す。
また、連続通電試験、初期および30kpv相当ランニング後のクリーニング性も良好であった。
また、比較例2および3は、面内の抵抗バラツキが1.2と大きく導電性ロール表面の抵抗バラツキが抑制されていないことがわかる。比較例5は、導電性ロールとして体積抵抗値が高すぎることがわかる。
2・・・中間転写ベルト(中間転写体)、
3・・・バイアスロール(第二転写手段)、
4・・・用紙トレー、
5・・・ブラック現像器、
6・・・イエロー現像器、
7・・・マゼンタ現像器、
8・・・シアン現像器、
9・・・中間転写体クリーナ、
10・・・導電性支持体、
13・・・剥離爪、
20・・・下地弾性層、
21・・・ベルトロール、
22・・・バックアップロール、
23・・・ベルトロール、
24・・・ベルトロール、
25・・・転写ロール(第一転写手段)、
26・・・電極ロール、
30・・・導電性表面層、
31・・・クリーニングブレード、
40・・・金属板、
41・・・用紙、
42・・・ピックアップロール、
43・・・フィードロール、
100,100’・・・ローラ状の導電性部材、
101・・・像担持体、
102・・・帯電器、
103・・・書込装置、
104a,104b,104c,104d・・・現像器、
106・・・クリーニング装置、
107・・・中間転写体、
108・・・転写ロール、
109・・・記録媒体、
400・・・導電性ロール、
401・・・シャフト、
402・・・電極、
500・・・導電性ロール、
502・・・金属ロール、
Claims (13)
- 導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記下地弾性層は、22℃55%RHの環境下での体積抵抗値(Rv1)が107〜109Ωの範囲内であり、
前記導電性表面層が、ポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤 - 導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記下地弾性層は、22℃55%RHの環境下での体積抵抗値(Rv1)が107〜109Ωの範囲内であり、
前記導電性表面層が、電子伝導性の導電剤を分散してなる導電性樹脂チューブからなり、前記導電性樹脂チューブに分散している電子伝導性の導電剤が、酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤 - 前記(C)成分を、前記(A)成分と前記(B)成分との合計量100質量部に対して、5〜40質量部の範囲で含有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の導電性ロール。
- 前記(A)成分が、エチレンオキサイド含有量が35〜50モル%の範囲のエピクロルヒドリンゴムであり、前記(B)成分が、アクリロニトリル含有量が10〜35質量%の範囲のアクリロニトリル−ブタジエンゴムであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の導電性ロール。
- 前記(A)成分と前記(B)成分との配合比が、質量比で、(A)成分/(B)成分=80/20〜20/80の範囲であることを特徴とする請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の導電性ロール。
- 前記(C)成分が、DBP吸油量の異なる2種以上のカーボンブラックを含有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の導電性ロール。
- 導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、22℃55%RHの環境下での前記導電性ロールの体積抵抗値(Rv2)が107〜109Ωの範囲内であり、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記導電性表面層が、ポリイミド樹脂を主成分とすることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤 - 導電性支持体の外周面上に、少なくとも、1層以上の導電性弾性層を含む下地弾性層と、該下地弾性層の外周面に設けられた導電性表面層と、をこの順に設けた導電性ロールであって、22℃55%RHの環境下での前記導電性ロールの体積抵抗値(Rv2)が107〜109Ωの範囲内であり、
前記下地弾性層が、下記(A)〜(C)成分を必須成分とし、かつ、(C)成分を、(A)成分と(B)成分との合計量100質量部に対して5〜80質量部の範囲で含有するゴム組成物によって形成されてなり、
前記導電性表面層が、電子伝導性の導電剤を分散してなる導電性樹脂チューブからなり、前記導電性樹脂チューブに分散している電子伝導性の導電剤が、酸化処理カーボンブラックであることを特徴とする導電性ロール。
(A)エピクロルヒドリンゴム
(B)アクリロニトリル−ブタジエンゴム
(C)電子伝導性の導電剤 - 前記導電性表面層の表面抵抗率(ρs2)が、1×107〜1×1013Ω/□の範囲内であることを特徴とする請求項1〜請求項8の何れか1項に記載の導電性ロール。
- 前記導電性表面層の厚みが、0.02〜0.08mmの範囲内であることを特徴とする請求項1〜請求項9の何れか1項に記載の導電性ロール。
- 少なくとも1つの導電性ロールを備え、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置であって、
前記導電性ロールが、請求項1〜10の何れか1項に記載の導電性ロールであることを特徴とする画像形成装置。 - 少なくとも1つの転写ロールを備え、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置であって、
前記転写ロールが、請求項1〜10の何れか1項に記載の導電性ロールであることを特徴とする画像形成装置。 - 前記トナーが、下記式(1)で規定される形状係数SFが100〜140である球形トナーであることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の画像形成装置。
式(1)
SF =
[(トナー粒子の最大長)2/(トナー粒子の投影面積)]×π×(1/4)×100
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