JPH02266109A - 導電性ローラーおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、事務機器をはじめとする電子、電気機器等
の本体あるいはそれらの使用機材における静電気除去、
帯電防止用として、あるいは複写機、ファクシミリ、レ
ーザープリンター等における感光体への電荷チャージャ
ー用として用いられる導電性ローラーと、その導電性ロ
ーラーの製造方法に関する。

（従来技術） 従来、前記静電気除去、帯電防止用として、金属製の導
電性ローラー若しくは導電性ブラシが主に用いられてい
る。

また、複写機等における感光体への電荷チャージャーに
は、ワイヤを用いたコロナ帯電方式が用いられている。

しかし、金属製ローラーや、導電性ブラシを使用すると
、相手物体を摩耗させたり傷つけたりするため、好まし
いとは言いがたい問題があり、また、導電性ローラーの
用途等によっては軽量なローラーが求められることもあ
る。

そこで、相手物体の摩耗、損傷の防止および重量軽減を
実現するため、前記金属製のローラーに代えて、近年、
弾性のある合成樹脂から導電性ローラーを形成すること
が提案されるようになった。

かかる合成樹脂からなる導電性ローラーは、カー？ ボンブラック等の導電性付与物質を合成樹脂原料に多量
に混合して、その混合原料を用いて発泡形成したもので
、第２図の断面図に示すような構造からなる。図中１２
は導電性付与物質が分散した合成樹脂発泡体、１４は導
電性ローラーを機械本体に軸支するための金属製シャフ
トである。

しかし、カーボンブラック等の導電付与物質は、ローラ
ー全体に分散するため、多量に用いないと密度が小にな
り、所望の導電性が得られなくなる。

その反面、合成樹脂中に導電性付与物質を多量に混合す
ると、合成樹脂本来の弾性が損なわれたり、発泡倍率が
小になる現象を生じることがある。その結果、所望の軽
量性かつ弾力性に富んだ導電性ローラーが得られない問
題が発生する。また合成樹脂発泡体製ローラーは、表面
に微細な気孔が存在するため、該ローラー自身の表面が
摩耗し易く、金属製のローラーに比べると耐久性が大き
く劣る問題もある。

一方、複写機等の感光体への電荷チャージをワイヤで行
うことに対しては、チャージが不均一になったり、その
チャージに長い時間を要する等の問題がある。

（発明が解決しようとする課題） そこでこの発明は、前記の問題点を解決するためになさ
れたもので、静電気除去、帯電防止機能に優れる導電性
ローラーとして、あるいは電荷チャージを均一かつ高速
に行える導電性ローラーとして好適な、軽量性、弾力性
および耐久性に優れる導電性ローラー、およびその導電
性ローラーの製造方法を提供せんとするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するこの発明の要旨は、弾性体からなる
ローラー本体と、そのローラー本体の端面も含む表面に
設けた、導電性ポリマーからなる表面層とから構成され
る導電性ローラーにある。

また、その導電性ローラーの製造方法の要旨は、溶剤も
しくは加熱等により適度な粘度とした導電性ポリマーを
、弾性体からなるローラー本体表面にコーティングし、
固化させることにより、ローラー本体表面に導電性ポリ
マーからなる表面層を形成するところにある。

（作用） まず、この発明の導電性ローラーにおける導電性につい
て説明する。

この導電性ローラーは、ローラー本体の中央に挿通され
た金属製シャフトにより、回転可能として機械本体に軸
支され、装置される。その際、導電性ローラーの端面ま
で、導電性ポリマーからなる表面層で覆われているため
、該端面において導電性ポリマーからなる表面層と金属
シャツ１〜とが接触する。これにより、該ローラー表面
から機械本体までが、一つの導電体となり、導電性を発
揮する。しかも、薄い表面層部分における導電性付与物
質の分散密度を増大させるだけで、導電性を高めること
ができるなめ、従来のようなローラー全体に導電性付与
物質を大量に分散させるのと比べ、少量で効率よく導電
性を高めることができる。

次に、この発明の導電性ローラーの軽量性、弾性につい
て説明する。

」１記のように、該ローラーは、表面を構成する表面層
によって導電性が付与されるため、該ローラーの大部分
を占めるローラー本体を構成する弾性体には、カーボン
ブラック等の導電性付与物質を大量に混入する必要がな
い。従って、その弾性体は、導電性付与物質の混入によ
って発泡が阻害されたり、あるいは弾性の損なわれたも
のとならず、その合成樹脂本来の優れた軽量性、弾性を
有するものとなる。その結果、表面層を耐久性に姫れる
硬目のものとしても、ローラー本体の軽量性、および弾
性によって、該ローラー全体が軽量性かつ弾性に優れた
ものとなる。

しかも、ローラー本体が耐久性に劣る発泡体からなる場
合でも、そのローラー本体が、導電性ポリマーからなる
表面層で覆われているため、ローラー全体の耐久性を良
好なものとできる。

また、複写機等における電荷チャージに際しては、該導
電性ローラーの優れた導電性により、均一かつ高速に電
荷チャージができるようになる。

上記ローラー本体としては、ポリウレタン、ポリプロピ
レン、ポリイミド、メラミン、シリコンゴム等の各種発
泡体、あるいはゴムおよび各種樹脂のエラストマー等が
使用できる。

また、導電性ポリマーは、後に示すベースポリマーに導
電性付与物質を分散させてなるものである。そのベース
ポリマーは、一種類以上のポリマーからなり、重合また
は架橋反応終了時に弾性を有していることが重要である
。このポリマーとしては、ポリウレタンエラストマー、
ポリエチレンエラストマー、ポリエステルエラストマー
、合成ゴム等のエラストマーが」二げられる。このベー
スポリマー中に分散されて導電性を付与する物質、すな
わち導電性付与物質としては、カーボンブラック、銅粉
、ニッケル粉等の金属粉、あるいは粉粒状の物質に金属
コーティングした材料等を用いることができる。これら
の粉体もしくは粒体の径は、１００μｍ以下、特には１
０μｍ以下が好ましい。

また、導電性付与物質の添加量を変化させることにより
、導電性ローラーの導電性（該ローラー表面と金属製シ
ャフト間の電気抵抗値）を調節することができるが、そ
の添加量は、通常前記ポリマ−に対して５〜２００重量
部の範囲で音訳するのが適当である。

次に上記導電性ローラーの製造方法について説明する。

■まず、発泡体あるいはエクスｌ−マー製のローラー本
体を、モールド成形等により成形する。

■一方、導電性ポリマーのベースとなるポリマーを、溶
剤あるいは熱により、混合撹拌に最適な粘度（通常１〜
１００００ホアズ）にして、カーボンブラック等の導電
性付与物質を添加し、充分に撹拌混合する。

■その際、必要に応じて酸化防止剤、紫外線吸収剤、可
塑剤、界面活性剤、難燃剤等を加えてコーティング用の
導電性ポリマーとする。

■そのコーティング用の導電性ポリマーを、ロール法、
ディッピング法、スプレー法等により、ローラー本体の
表面（端面を含む）に所定厚みでコーティングする。コ
ーティングの厚みは、０．００１〜２．０Ｍ、特には０
．０１〜１．０Ｍの厚みでローラー本体表面にコーチイ
ブするのが好ましい。またコ−ティング方法、ポリマー
の種類等により、コーティング時における導電性ポリマ
ーの最適粘度が相違するため、必要に応じて再度溶剤の
添加、または加熱により導電性ポリマーの粘度を調整す
る。

■その後、ローラー本体表面の導電性ポリマーを乾燥ま
たは冷却により固化させ、ローラー本体表面に導電性ポ
リマーからなる表面層を一体に形成し、所望の導電性ロ
ーラーを得る。なお、導電性ポリマーを固化させる際、
ローラー本体を回転させて、導電性ポリマーの厚みが均
一になるようにするのが好ましい。そのローラー本体の
回転速度は、毎分１０〜３００回転が適当である。

（実施例） 以下この発明の実施例について説明する。

第１図はこの発明の一実施例からなる導電性ローラー１
６の断面図である。

導電性ローラー１６は、弾性体からなるローラー本体１
８と、その端面をも含む表面に形成された導電性ポリマ
ーからなる表面層２０とで構成され、外径２５ｍｍ、長
さ１２０順の寸法がちなる。この実施例においては、ロ
ーラー本体１８を構成する弾性体が、マイクロセル構造
を有するポリウレタン発泡体からなり、また表面層２０
を構成する導電性ポリマーが、ウレタンエラストマーに
カーボンブラックを混入分散させたものからなる。

なお２２は、該導電性ローラー１６の製造時または製造
後に挿通された金属製シャフトであり、この例において
は外径が８．Ｏｎｕｎからなる。

次に、前記導電性ローラー１６の製造実施例について説
明する。

■ローラー本体１８の成形 金属製シャフト２２の周囲に、モールド成形法により、
マイクロセル構造からなるポリウレタン発泡体を所定形
状で形成し、ローラー本体１８を成形した。

■コーティング用導電性ポリマーの調製熱可塑性ウレタ
ンエラストマーを溶剤（トルエン：メタノール−１：１
を主成分とする溶剤）に溶かして、そのエラスマーの粘
度を１００〜２００ポアズとした後、カーボッ１９フ２
５０重量部を加え、充分に撹拌混合してポリマーＡを調
製した。

また、前記と同一の熱可塑性ウレタンエラストマーを上
記の溶剤に溶かして、粘度が５００〜１０００ポアズか
らなるポリマーＢを調製した。なお、そのＢにはカーボ
ンブラック等の導電性付与物質が添加されてない。

そして上記ポリマーＡとＢを１：１で混合撹拌して、溶
剤を飛ばし、粘度がおよそ２５００ポアズのコーティン
グ用導電性ポリマーを調製した。

■導電性ポリマーのコーティング ローラー本体表面に前記導電性ポリマーを一定量づつ流
出させながら、そのローラー本体を所定の速度で回転さ
せ、かつその回転軸方向に一定速度でローラー本体を移
動させる方法（いわゆるロール法）により、該ローラー
本体表面に導電性ポリマーを所定の厚みでコーティング
しな。なお、ローラー本体の端面については、導電性ポ
リマーの付着したスティックを、回転しているローラー
本体の端面に接触させて導電性ポリマーをコーティング
した。

■導電性ポリマーの固化 コーティング終了後、常温でさらにローラー本体を３０
分間回転させ、それによりローラー本体表面の導電性ポ
リマーを乾燥さぜ、固化さぜた。これにより、該導電性
ポリマーからなる表面層が、ローラー本体表面に一体に
形成され、前記第１図の導電性ローラー１４が得られた
。

次表は、前記においてローラー本体を＋１４成するポリ
ウレタン発泡体の配合を変化させるとともに、前記コー
ティング時に導電性ポリマーの厚みを種々変化させて得
られた導電性ローラーの物性値である。

なお、導電性ローラーの表面層中央と金属シャツＩ・間
の抵抗は３．ＯＸＩＯ’Ωであった。また、金属製シャ
フトを除いた導電性ローラーの比重は、０．３〜０．７
程度のものを得ることができた。

（効果） この発明は、前記のように弾性体からなるローラー本体
と、該ローラー本体表面にある導電性ポリマーからなる
表面層の二層からなるなめ、軽量性、弾性に優れる導電
性ローラーを得ることができたのである。

また、弾性体からなるローラー本体を表面層で覆ってな
るなめ、該ローラー本体の耐久性が増し、導電性ローラ
ー全体の耐久性が向上する効果がある。

更に、導電性に優れるなめ、電荷ヂャージャー用にも使
用できるばかりか、その使用により均一かつ高速にチャ
ージすることが可能になる利点もある。

一方、その導電性ローラーの製造方法においては、ロー
ラー本体表面に導電性ポリマーをコーティングして、ロ
ーラー本体表面に表面層を形成するものであるため、製
造作業を容易に行うことができる効果があり、またロー
ラー本体と表面層の一体化を確実に行うことができるな
め、使用中に表面層がローラー本体から分離して滑る虞
れがない効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係る導電性ローラーの断
面図、第２図は従来の合成樹脂性導電性ローラーの断面
図である。 １８：ローラー本体、２０：表面層

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）弾性体からなるローラー本体と、ローラー本体の
   端面も含む表面に設けた導電性ポリマーからなる表面層
   とで構成される導電性ローラー。
2. （２）請求項１の導電性ローラーを製造するに際し、溶
   剤もしくは加熱等により適度な粘度とした導電性ポリマ
   ーを、弾性体からなるローラー本体表面にコーティング
   し、固化させることにより、ローラー本体表面に導電性
   ポリマーからなる表面層を形成することを特徴とする、
   導電性ローラーの製造方法。