JP6174179B1

JP6174179B1 - 半導電性樹脂ロール

Info

Publication number: JP6174179B1
Application number: JP2016049661A
Authority: JP
Inventors: 芳雄森
Original assignee: Kinyosha Co Ltd
Current assignee: Kinyosha Co Ltd
Priority date: 2016-03-14
Filing date: 2016-03-14
Publication date: 2017-08-02
Anticipated expiration: 2036-03-14
Also published as: JP2017167200A

Abstract

【課題】円周面を全体にわたって均一に帯電させ得る半導電性樹脂ロールを提供する。【解決手段】半導電性樹脂ロールは、半電性樹脂で形成され、第１端面及び第２端面を有する中実のロール本体を備え、ロール本体の第１端面側の第１端面及びその反対側の第２端面を有し、ロールの第１端面において露出する、通電のための電気接点を有する。ロール本体の円柱面は、その中央部に作用面を、両端部に２つの非作用面を規定し、作用面は、ロール本体の第１端面側の第１端及びその反対側の第２端を有する。ロールは、電気接点からロールの第２端面に向かって延びる少なくとも１つの線状の非構造材を内部に備え、非構造材は、ロール内において、作用面の第２端に対応する位置からロール本体の半径に相当する距離だけ内側に隔たった地点からロールの第２端面までの範囲内まで延びているとともに、半導電性樹脂が示す体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を示す。【選択図】図１

Description

本発明は、半導電性樹脂ロールに関する。

複写機、プリンター等の電子写真方式の画像形成装置において、帯電ロール、現像ロール、トナー供給ロール、転写ロール等を含む種々の半導電性ないし導電性ロールが使用されている。

従来、これらの（半）導電性ロールとして、金属製のシャフト（または芯金）の外周に、（半）導電性のゴム、エラストマー、あるいはそれらの発泡体を被覆または塗布したものが使用されている。しかし、これらのロールは、金属製シャフトを有するために重い等の理由で、ロール本体およびジャーナルを（半）導電性樹脂で作製した（半）導電性樹脂ロールが提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

特開２００３−２６２９９８号公報特開２００４−１５５８９２号公報

しかしながら、半導電性樹脂ロールにおいては、その円周面を均一に帯電させることができないことが本発明者によって見いだされた。

従って、本発明は、円周面を全体にわたって均一に帯電させることができる半導電性樹脂ロールを提供することを目的とする。

本発明は、半電性樹脂で形成され、第１端面及び第２端面を有する中実のロール本体を備えた半導電性樹脂ロールを形成する。本発明の半導電性樹脂ロールは、前記ロール本体の第１端面側の第１端面及びその反対側の第２端面を有し、そして前記半導電性樹脂ロールの前記第１端面において露出する、通電のための電気接点部を有する。前記ロール本体の円柱面は、その中央部に作用面を、両端部に２つの非作用面を規定し、前記作用面は、前記ロール本体の第１端面側の第１端及びその反対側の第２端を有する。本発明の半導電性樹脂ロールは、内部に、前記電気接点から前記半導電性ロールの第２端面に向かって延びる少なくとも１つの線状の非構造材を備え、前記非構造材は、前記半導電性樹脂ロール内において、前記作用面の第２端に対応する位置から前記ロール本体の半径に相当する距離だけ内側に隔たった地点から半導電性樹脂ロールの第２端面までの範囲内まで延びている。前記非構造材は、半導電性樹脂が示す体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を示す。

１以上実施形態において、前記非構造材は、前記電気接点から前記半導電性ロールの第２端面に延出して配置されている
１以上の実施形態において、前記非構造材は、たわみ量が０．０２％以上の線状部材により構成される。

１以上の実施形態において、前記半導電性樹脂は、１×１０⁵〜１×１０¹²Ω・ｃｍの体積抵抗率を示す。

１以上の実施形態において、前記ロール本体の第１端面は、前記半導電性樹脂ロールの第１端面を形成し、前記ロール本体の第２端面が、前記半導電性樹脂ロールの第２端面を形成する。この場合、半導電性樹脂ロールは、内部に導電性の非構造材を備えたロール本体からなる。

１以上の実施形態において、前記半導電性樹脂ロールは、前記ロール本体の第１端面及び第２端面から前記ロール本体と同軸にそれぞれ延び、前記ロール本体と一体構造を構成する２つの軸部をさらに有し、前記２つの軸部の各端面は、前記半導電性樹脂ロールの前記第１端面及び前記第２端面を形成する。

１以上の実施形態において、前記半導電性樹脂ロールは、前記半導電性樹脂ロールの前記第１端面を形成する前記軸部の端面において露出する前記非構造材と接触する導電性部材をさらに備える。

１つの観点において、前記半導電性樹脂ロールは、樹脂部と、その内部に配置された前記線状の非構造材を有するものとして記述することができる。その場合、樹脂部は、両端それぞれに前記軸部を有していてもよい前記ロール本体からなる。前記半導電性樹脂ロールの第１端面は、樹脂部の第１端面に相当し、前記半導電性樹脂ロールの第２端面は、樹脂部の第２端面に相当する。

本発明の半導電性樹脂ロールにおいては、円周面を全体にわたって均一に帯電させることができる。

第１の実施形態に係る半導電性樹脂ロールを示す概略断面図である。第２の実施例に係る半導電性樹脂ロールを示す概略断面図である。第３の実施形態に係る半導電性樹脂ロールを示す概略断面図である。第４の実施形態に係る半導電性樹脂ロールを部分的に示す概略断面図である。第５の実施形態に係る半導電性樹脂ロールを部分的に示す概略断面図である。第６の実施形態に係る半導電性樹脂ロールを部分的に示す概略断面図である。

以下、本発明のいくつかの実施の形態について、適宜図面を参照して説明する。それらの図は、正確な縮尺ではない。そして、全図にわたって、同一または同様の要素には、同じ符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

図１は、本発明の第１の実施例形態に係る半導電性樹脂ロール１０−１の断面図である。

図１に示す半導電性樹脂ロール１０−１は、半導電性樹脂で形成された中実のロール本体１１を備える。

ロール本体１１は、直円柱体の形状を有する。直円柱は、その定義によると、軸に垂直な２つの底面とそれら２つの底面間に画定された円柱面を有する。本明細書では、「円柱面」は定義どおりに使用するが、「底面」は、端面と称することにする。すなわち、ロール本体１１は、円柱面１１１、並びに軸と直交する２つの端面（第１端面１１２及び第２端面１１３）を有する。本明細書において、第１端面は、一方の端面を意味し、第２端面は、他方の端面を意味するに過ぎない。

ロール本体１１は、いうまでもなく、自重や外力に対してロールの形状・構造を保つための強度を有している。その観点で（すなわち、ロール本体１１は自重や外力に対してロールの形状・構造を保つための強度を有しているので）、ロール本体１１は、構造体である。

ロール本体１１を形成する半導電性樹脂は、熱可塑性樹脂中に導電剤を配合したものであり、導電性熱可塑性樹脂組成物と記述することもできる。熱可塑性樹脂としては、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ樹脂）、アクリロニトリル−スチレン樹脂（ＡＳ樹脂）、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート等の汎用プラスチック（汎用樹脂）、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、超高分子量ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のエンジニアリングプラスチック（エンジニアリング樹脂）等、またはこれらいずれか２種以上の組み合わせを使用することができるが、それらに限定されるものではない。

熱可塑性樹脂に配合される導電剤としては、金属粉末、金属酸化物の粉末、カーボン系粉末、カーボンファイバー等を使用することができるが、それらに限定されるものではない。

また、前記導電性熱可塑性樹脂組成物は、補強材を含んでいてもよい。上に例示した導電剤は、補強材としても機能し得る。また、ガラス繊維を補強材として用いることもできる。

半導電性樹脂の体積抵抗率は、好ましくは１×１０⁵〜１×１０¹²Ω・ｃｍであり、より好ましくは、１×１０⁶１×１０¹⁰Ω・ｃｍである。この体積抵抗率の範囲は、ロール本体１１を帯電させるために好適な範囲であり、しかも経済的である。半導電性樹脂の体積抵抗率が１×１０¹²Ω・ｃｍを超えると、帯電のために高い電圧が必要となる傾向にあり、他方その体積抵抗率が１×１０⁵Ω・ｃｍ未満であると、帯電に困難が伴う場合がある。半導電性樹脂の体積抵抗率は、熱可塑性樹脂に配合する導電剤の量で調整することができる。

ロール本体１１は、５〜６０ｍｍの直径、および２１０〜８６０ｍｍの（軸方向の）長さ（Ａ４〜Ａ０用紙サイズの印刷に対応する長さ）を有し得る。すなわち、ロール本体１１の円柱面１１１は、画像形成領域となる作用面１１１ａを中央部に、非作用面１１１ｂ及び１１１ｃを両端部に有する。

ロール本体１１内において、ロール本体１１の縦断面中心領域をロール本体１１の一方の端面（第１端面）１１２から他方の端面１１３に向かって延びて線状の非構造材１２が配置されている。

ここで、非構造材とは、自重や外力に対して形状・構造を保つための強度を担う構造材と相対する用語であり、外力に対して形状・構造を保つための強度を持たない材を意味する。従って、非構造材には、各種ロールにおける芯金、シャフト、軸芯、ジャーナル等は含まれない。

線状の非構造材１２は、上記半導電性樹脂が示す体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を示す。線状の非構造材１２は、好ましくは１×１０^-6〜１×１０⁴Ω・ｃｍの体積抵抗率を有し、より好ましくは１×１０^-6〜１×１０³Ω・ｃｍの体積抵抗率を有する。上記半導電性樹脂が示す体積抵抗率と非構造材１２が示す体積抵抗率との差は、１×１０¹Ω・ｃｍ以上であることが好ましい。

線状の非構造材１２は、鉄、ステンレス鋼、銅、金、銀、亜鉛、鉛、アルミニウム等の金属もしくはそれらの合金、導電剤を含む繊維、樹脂等で形成することができる。線状の非構造材１２は、上記導電材の単線または複数の単線の束（撚線を含む）で構成することができる。コストを考慮するとより安価な金属製の線材が好ましい。

なお、上記体積抵抗率は、ＪＩＳＫ６９１１に準じた測定方法により測定する。

いずれの場合も、上記測定は、温度２０±２℃、相対湿度６５±５％の環境下で行う。

ところで、本明細書で記述している線状の非構造材１２は、非構造材であるか構造材であるかを問わなければ、線状部材と記述することができる。

非構造材である線状部材は、外力に対して形状構造を保つために十分な強度を持たないので、線状の非構造材をたわみ量で表現することができる。すなわち、０．０２％以上のたわみ量を示すものを非構造体ということができる。たわみ量が０．０２％以上のものは構造材として機能しない。

たわみ量は、非構造材の両端を支持した際、自重でたわんだ量（δ_max）が両端支持間長さ（ｌ）の何％であるかを示す量であり、下記式（１）により計算することができる。ここで、たわみ量の測定は、温度２０±２℃、相対湿度６５±５％ＲＨの環境下で行う。

式（１）：たわみ量＝（δ_max／ｌ）×１００
また、軸方向の断面形状が同一の線材の場合、δ_maxは、はりの両端支持の等分布荷重計算式：
δ_max＝５ｗｌ⁴／３８４ＥＩ
（ここで、ｗは、等分布荷重、ｌは、はりの両端支持間長さ、Ｅはヤング率、Ｉは、断面二次モーメント）を用いて簡便に計算することもできる。ここで、ｗは、自重がはりに与える力を指す。

さて、線状の非構造材１２は、上に述べたように、ロール本体１１内において、ロール本体１１の縦断面中心領域をロール本体１１の第１端面１１２から他方の端面１１３に向かって延びている。非構造材１２は、ロール本体１１の第１端面１１２において露出し、通電用の電気接点を構成している。非構造材１２の他端は、作用面１１１の第２端に対応する位置からロール本体１１の半径（ｒ）に相当する距離だけ内側に隔たった地点からロール本体１１の第２端面１１３までの範囲内（図１において、破線で示す範囲内）まで延びている。図１に示す例では、ちょうど、非構造材１２の他端は、作用面１１１の第２端に対応する位置からロール本体１１の半径（ｒ）に相当する距離だけ内側に隔たった地点まで延びている。

以上の構成の半導電性樹脂ロール１０−１は、そのロール形状に対応する内部形状を有する射出成形用金型の中央に、軸方向両端に渡って線状の非構造材を配置し、半導電性樹脂組成物を射出成形機に投入し、金型に射出することによって製造することができる。または、半導電性樹脂ロール１０−１は、押出し成形によっても製造することができる。

図２は、第２の実施形態に係る半導電性樹脂ロール１０−２を示す概略図である。

半導電性樹脂ロール１０−２は、ロール本体１１の両端に軸部１１ａおよび１１ｂを備えている。軸部１１ａおよび１１ｂは、ロール本体１１と同軸で、本体よりも小さな直径を有する。軸部１１ａおよび１１ｂは、２〜４０ｍｍの直径、および３〜５０ｍｍの長さを有し得る。

軸部１１ａおよび１１ｂは、ロール本体１１と一体的に形成することができる。すなわち、軸部１１ａおよび１１ｂは、ロール本体１１を形成する半導電性樹脂と同じ半導電性樹脂で形成することができる。線状の非構造材１２は、上述のようにロール本体１１の中央領域内を延びるが、さらに軸部１１ａおよび１１ｂそれぞれの中央領域内を延びてそれらの端面まで延出して、電気接点をそれぞれ構成している。なお、非構造材１２は、図２において破線で示すように、軸部１１ａ及び１１ｂの端面から突出していてもよく、その場合、両突出部が電気的接点を構成する。

図３は、本発明の第３の実施形態に係る半導電性樹脂ロール１０−３を示す概略断面図である。この半導電性樹脂ロール１０−３は、軸部１１ａの端面からロール内に延びる線状の非構造材１２の他方の端が軸部１１ｂの端面まで達しておらず、図１に関して説明した作用面１１１の第２端に対応する位置からロール本体１１の半径（ｒ）に相当する距離だけ内側に隔たった地点からロール本体１１の第２端面１１３までの途中でとどまっている以外は、第２の実施形態に係る半導電性樹脂ロール１０−２と同様の構造を有する。

図４は、本発明の第４の実施形態に係る半導電性樹脂ロール１０−４を部分的に示す概略断面図である。この半導電性樹脂ロール１０−４は、軸部１１ａの端面に配置した、例えば円盤形の、導電性カバー１３を有する以外は、図２又は図３に示す半導電性樹脂ロールと同様の構造を有する。線状の非構造材１２は、その端において導電性カバー１３と接触し、カバー１３を介して通電される。導電性カバー１３は、例えば金属で形成することができる。図４において、非構造材１２が、図２に示すように、軸部１１ｂの端面まで延びている場合、軸部１１ｂの端面は、導電性カバー１３と同様の導電性カバーが設けられる。しかし、非構造材１２が、図３に示すように、軸部１１ｂの端面に達しない場合、軸部１１ｂの端面には、導電性カバーを設ける必要はない。

図５は、本発明の第５の実施形態に係る半導電性樹脂ロール１０−５を示す概略断面図である。この半導電性樹脂ロール１０−５は、軸部１１ａの端面を覆うとともに、軸部１１ａ周面一部を覆う、例えば一端が塞がれた円筒形の、導電性カバー１４を有する以外は、図２又は図３に示す半導電性樹脂ロールと同様の構造を有する。線状の非構造材１２は、その端において導電性カバー１４と接触し、カバー１４を介して通電される。導電性カバー１４は、例えば金属で形成することができる。図５において、非構造材１２が、図２に示すように、軸部１１ｂの端面まで延びている場合、軸部１１ｂの端部には、導電性カバー１４と同様の導電性カバーが設けられる。しかし、非構造材１２が、図３に示すように、軸部１１ｂの端面に達しない場合、軸部１１ｂの端面には、導電性カバーを設ける必要はない。

図６は、本発明の第６の実施形態に係る半導電性樹脂ロール１０−６を示す概略断面図である。この半導電性樹脂ロール１０−６は、ロール本体１１の端部１１２に、軸を構成し得る円柱状導電性部材１５が設けられている以外は、図１に示す半導電性樹脂ロールと同様の構造を有する。円柱状導電性部材１５は、一端部がロール本体１２内に挿入され、残りの部分がロール本体の端面から突出している。半導電性樹脂ロール１０−６は、左右対称の構造を取ることができる。その場合、ロール本体１１の端部１１３に円柱状導電性部材１５と同様の円柱状導電性部材が設けられる。しかしながら、非構造材１２が、図１に実線で示すように、ロール本体１１の端面１１３まで達していない場合には、円柱状導電性部材を設ける必要はない。

以下、本発明を実施例によりさらに説明する。

実施例１
図２に示す構造を有する半導電性樹脂ロールを作製した。

ロール内部に配置した導電性非構造体は、ステンレス鋼製で、体積抵抗率が、６．０×１０^-5Ω・ｃｍ、直径が３ｍｍで、成形時の長さが３５４．４ｍｍ、軸部を含め内部に配置される長さが３４４ｍｍ、胴体内に配置される長さは３２０ｍｍであった。この線材の胴体内部分に配置される長さ３２０ｍｍのたわみ量は０．０２３％である。

ロールの胴体部（ロール本体）および軸部となる基材樹脂は、熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ポリプラスチック製Ｍ１３０）１００重量部に、導電性付与剤、カーボンファイバー（東レ製１４０１Ｔ３０）７重量部、補強剤、グラスファイバー（セントラルグラスファイバー製ＥＦＴ７５−０１）６重量部を、溶融混合し、ペレット化したものであった。

次に、前記線材の両端部の各々５．２ｍｍを把持し、配置できる溝と、線材の円周部に、直径が１４ｍｍで、長さが３２０ｍｍの空域の両端に直径が６ｍｍで長さが１２ｍｍの軸となる空域を有した金型に、前記の線材を配置、その金型を配置した射出成型機に、ロールの胴体部および軸部となる基材樹脂であるペレットを投入しロールを成形した。

また、作成したロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、１．４×１０⁵Ω・ｃｍであった。

さらに、この半導電性樹脂ロールをプリンターの画像転写部における転写ロールとして配置し、印刷試験を行った。１０万の印刷試験において、概ね良好な画像であったが、稀に画像に支障のない程度の微細なトナーの抜けが見受けられた。

実施例２
本実施例では、基材樹脂の導電付与剤の量を変えた以外は、実施例１と同様にしていくつかの半導電性樹脂ロールを作製した。

ロールの胴体部および軸部となる基材樹脂は、熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ポリプラスチック製Ｍ１３０）１００重量部に、導電性付与剤、カーボンファイバー（東レ製１４０１Ｔ３０）７重量部、補強剤、グラスファイバー（セントラルグラスファイバー製ＥＦＴ７５−０１）５重量部を、溶融混合し、ペレット化したものであった。

作製した半導電性樹脂ロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、７．３×１０⁶Ω・ｃｍであった。

さらに、作製した半導電性樹脂ロールをプリンターの画像転写部における転写ロールとして配置し、印刷試験を行った。１０万枚の印刷試験において、すべて良好な画像を得ることができた。

実施例３
本実施例では、基材樹脂の導電付与剤の量を変えた以外は、実施例１と同様にしていくつかの半導電性樹脂ロールを作製した。

ロールの胴体部（ロール本体）および軸部となる基材樹脂は、熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ポリプラスチック製Ｍ１３０）１００重量部に、導電性付与剤、カーボンファイバー（東レ製１４０１Ｔ３０）７重量部、補強剤、グラスファイバー（セントラルグラスファイバー製ＥＦＴ７５−０１）４重量部を、溶融混合し、ペレット化したものであった。

作製した半導電性樹脂ロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、９．６×１０⁹Ω・ｃｍであった。

実施例４
本実施例では、基材樹脂の導電付与剤の量を変えた以外は、実施例１と同様にしていくつかの半導電性樹脂ロールを作製した。

ロールの胴体部および軸部となる基材樹脂は、熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ポリプラスチック製Ｍ１３０）１００重量部に、導電性付与剤、カーボンファイバー（東レ製１４０１Ｔ３０）７重量部、補強剤、グラスファイバー（セントラルグラスファイバー製ＥＦＴ７５−０１）３重量部を、溶融混合し、ペレット化したものであった。

また、作製した半導電性樹脂ロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、２．７×１０¹¹Ω・ｃｍであった。

さらに、作製した半導電性樹脂ロールをプリンターの画像転写部における転写ロールとして配置し、印刷試験を行った。１０万枚の印刷試験において、概ね良好な画像であったが、稀に画像に支障のない程度の微細なトナーの抜けが見受けられた。

実施例５
図２に示す構造を有する半導電性樹脂ロールを以下のとおり作製した。

この半導電性樹脂ロールにおいて、ロール内部に配置した導電性非構造体は、ステンレス鋼製で、体積抵抗率が６．０×１０^-5Ω・ｃｍであり、直径が２ｍｍで、成形時の長さが２５４．４ｍｍ、軸部を含め内部に配置される長さが２４４ｍｍ、胴体内に配置される長さは２２０ｍｍであった。この線材の胴体内部分に配置される長さ２２０ｍｍのたわみ量は０．０２０％である。

ロールの胴体部および軸部となる基材樹脂は、実施例２と同じであった。

前記ステンレス鋼製線材をその両端からそれぞれ５．２ｍｍずつ内側に寄った位置で把持して配置できる溝と、直径が１０ｍｍで、長さが２２０ｍｍのロール本体形成用空域及びこの空域の両端面から同軸に外側にそれぞれ延びる直径が４ｍｍで長さが１２ｍｍの軸部形成用空域とを有した金型に、前記線材を配置し、その金型を配置した射出成型機にロールの胴体部および軸部となる基材樹脂であるペレットを投入しロールを成形した。

次に、前記で成形したロールの両軸部端面から露出した線材を、電気接点を残し、研削除去した。

実施例６
図２に示す構造を有する半導電性樹脂ロールを以下のとおり作製した。

この半導電性樹脂ロールにおいて、ロール内部に配置した導電性非構造体は、ステンレス鋼製で、体積抵抗率が６．０×１０^-5Ω・ｃｍであり、直径が８ｍｍで、成形時の長さが６７０．４ｍｍ、軸部を含め内部に配置される長さが６６０ｍｍ、胴体内に配置される長さは６２０ｍｍであった。この線材の胴体内部分に配置される長さ６２０ｍｍのたわみ量は０．０２８％である。

ロールの胴体部および軸部となる基材樹脂は、実施例２と同様であった。

前記線材をその両端からそれぞれ５．２ｍｍずつ内側に寄った位置で把持して配置できる溝と、直径が２４ｍｍで、長さが６２０ｍｍのロール本体形成用空域及びこの空域の両端面から同軸に外側にそれぞれ延びる直径が１３ｍｍで長さが２０ｍｍの軸部形成用空域とを有した金型に、前記線材を配置し、その金型を配置した射出成型機にロールの胴体部および軸部となる基材樹脂であるペレットを投入しロールを成形した。

また、作製した半導電性樹脂ロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、７．３×１０⁶Ω・ｃｍであった。

実施例７
図３に示す構造を有する（胴体部（本体）および軸部が半導電性樹脂で、内部に導電性非構造体を有しているが、その長さが胴体部長さに満たない）半導電性樹脂ロールを作製した。

この半導電性樹脂ロールにおいて、ロール内部に配置した導電性非構造体は、ステンレス鋼製で、体積抵抗率が６．０×１０^-5Ω・ｃｍであり、直径が３ｍｍで、成形時の長さが３１８．７ｍｍ、軸部を含め内部に配置される長さが３１８．７ｍｍ、胴体内に配置される長さは３０１．５ｍｍであった。この線材の胴体内部分に配置される長さ３０１．５ｍｍのたわみ量は０．０２８％である。

前記線材をその一方の端を５．２ｍｍ内側に寄った位置で把持して配置できる溝と、直径が１４ｍｍで、長さが３２０ｍｍのロール本体形成用空域及びこの空域の両端から同軸的に外側にそれぞれ延びる直径が６ｍｍで長さが１２ｍｍの軸部形成用空域とを有した金型に、前記線材を配置し、その金型を配置した射出成型機にロールの胴体部および軸部となる基材樹脂であるペレットを投入しロールを成形した。

さらに、作製した半導電性樹脂ロールをプリンターの画像転写部における転写ロールとして配置し、印刷試験を行った。１０万枚の印刷試験において、線材が露出しない側の面付近に稀に画像に支障のない程度の微細なトナーの抜けが見受けられたが、すべて概ね良好な画像を得ることができた。

比較例１
金属製線材の周りにイオン導電性のゴムで形成されたロール本体を有する半導電性ゴムロールを以下のとおり作製した。

ロール本体を形成する基材ゴムは、イオン導電性を有するエピクロロヒドリンゴム（日本ゼオン社製ハイドリンＴ３１００）１００重量部に、加硫促進剤（酸化亜鉛２種）計５重量部、加硫剤（硫黄）１重量部及び軟化剤（ステアリン酸）０．５重量部を添加配合したものを混練し、混合物を形成した。

得られた混合物を押し出し機に投入し、直径が２ｍｍで、長さが１２００ｍｍのステンレス製のマンドレル（中子）の周りにゴムを押し出し、マンドレルを当該ゴムで被覆した。被覆した基材ゴムの外径は１５ｍｍであった。

次に、上記被覆成形物をオートクレーブにて加圧・加熱し加硫した後、中子であるマンドレルを引き抜いて貫通穴を残して、ゴムチューブを得、これを長さ３３５ｍｍに切断した。

この長さ３３５ｍｍのゴムチューブの貫通穴に、体積抵抗率が６．０×１０^-5Ω・ｃｍであり、外径が３ｍｍで、長さが３４４ｍｍのステンレス製の線材をゴムチューブから左右対称の長さで露出するように挿入した。

次に、ロール本体の長さが３２０ｍｍで、露出した線材の長さが左右対称になるように、両端部の余分なゴムをカットし除去した。このロール本体を円筒研削盤にて、直径１４ｍｍまで研削加工した。こうして、いくつかの半導電性ゴムロールを作製した。

また、作製した半導電性ゴムロールの内の１本の半導電性ゴム部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、８．１×１０⁷Ω・ｃｍであった。

さらに、作製した半導電性ゴムロールをプリンターの画像転写部における転写ロールとして配置し、印刷試験を行った。印刷試験において、ロールがバウンドし画像を得ることができなかった。

比較例２
ロール内部に線状の非構造材をもたない以外は図１と同様の外形にしていくつかの半導電性樹脂ロールを作製した。

直径が１４ｍｍで、長さが３２０ｍｍのロール本体形成用空域及びこの空域の両端面から同軸に外側にそれぞれ延びる直径が６ｍｍで長さが１２ｍｍの軸部形成用空域とを有した金型を射出成型機に配置し、これに前記再ペレット化基材樹脂を投入しロールを成形した。こうして、直径が１４ｍｍで、長さが３２０ｍｍの本体と、この本体の両端面からそれぞれ１２ｍｍの長さで突出する直径が６ｍｍの軸部とからなる半導電性樹脂ロールをいくつか作製した。

また、作製したロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、７．３×１０⁶Ω・ｃｍであった。

さらに、この半導電性樹脂ロールをプリンターの画像転写部における転写ロールとして配置し、印刷試験を行った。印刷試験において、感光ドラムのトナー画像を紙面に転写できず、画像を得ることができなかった。

比較例３
本比較例では、基材樹脂の導電付与剤の量を変えた以外は、比較例２と同様にしていくつかの半導電性樹脂ロールを作製した。

ロールの胴体部および軸部となる基材樹脂は、熱可塑性樹脂であるポリアセタール（ポリプラスチック製Ｍ１３０）１００重量部に、導電性付与剤、カーボンファイバー（東レ製１４０１Ｔ３０）７重量部、補強剤、グラスファイバー（セントラルグラスファイバー製ＥＦＴ７５−０１）７重量部を、溶融混合し、ペレット化したものであった。

また、作製したロールの内の１本の半導電性樹脂部の一部を切り取り、ＪＩＳＫ６９１１に準じて体積抵抗率を測定したところ、９．７×１０³Ω・ｃｍであった。

以上、本発明のいくつかの実施形態を実施例とともに説明したが、本発明は、それらの実施形態、実施例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、線状の非構造材を単一線材で構成したものとして示したが、撚線であってもよいし、１本に限らず、複数本であってもよい。また、上記実施形態では、線状の非構造材をロール本体の中心を通るものとして示したが、ロール本体の円柱面に露出しない限りにおいて、ロール本体内部であればいずれの領域で配置してもよい。しかしながら、好ましくは、以上説明した各実施形態におけるように、線状の非構造材をロール本体の中心を通るように配置する。ロール本体の円柱面と線状非構造材との距離が均一となり、帯電が均一となるからである。

Claims

半電性樹脂で形成され、第１端面及び第２端面を有する中実のロール本体を備えた半導電性樹脂ロールであって、
前記ロール本体の第１端面側の第１端面及びその反対側の第２端面を有し、
前記半導電性樹脂ロールの前記第１端面において露出する、通電のための電気接点を有し、
前記ロール本体の円柱面は、その中央部に作用面を、両端部に２つの非作用面を規定し、前記作用面は、前記ロール本体の第１端面側の第１端及びその反対側の第２端を有し、
前記電気接点から前記半導電性ロールの第２端面に向かって延びる少なくとも１つの線状の非構造材を内部に備え、
前記非構造材は、前記半導電性樹脂ロール内において、前記作用面の第２端に対応する位置から前記ロール本体の半径に相当する距離だけ内側に隔たった地点から半導電性樹脂ロールの第２端面までの範囲内まで延び、
前記非構造材は、半導電性樹脂が示す体積抵抗率よりも低い体積抵抗率を示す
ことを特徴とする半導電性樹脂ロール。
前記非構造材は、前記電気接点から前記半導電性ロールの第２端面に延出して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導電性樹脂ロール。
前記非構造材は、たわみ量が０．０２％以上の線状部材により構成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導電性樹脂ロール。
前記半導電性樹脂が、１×１０⁵〜１×１０¹²Ω・ｃｍの体積抵抗率を示すことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の半導電性樹脂ロール。
前記ロール本体の第１端面が、前記半導電性樹脂ロールの第１端面を形成し、前記ロール本体の第２端面が、前記半導電性樹脂ロールの第２端面を形成することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の半導電性樹脂ロール。
前記ロール本体の第１端面及び第２端面から前記ロール本体と同軸にそれぞれ延び、前記ロール本体と一体構造を構成する２つの軸部をさらに有し、前記２つの軸部の各端面が、前記半導電性樹脂ロールの前記第１端面及び前記第２端面を形成することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の半導電性樹脂ロール。
前記半導電性樹脂ロールの前記第１端面を形成する前記軸部の端において露出する前記非構造材と接触する導電性部材をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載の半導電性樹脂ロール。