JPH02311865A - 導電性ロール - 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、電子写真複写機等に用いられる導電性ロー
ルに関するものである。

〔従来の技術〕

電子写真複写機は、感光ドラムの表面に原稿像を静電潜
像として形成し、これにトナーを付着させてトナー像を
形成し、このトナー像を複写紙に転写することにより複
写を行うものである。この場合、感光ドラム表面に対し
て静電潜像を形成させるには、あらかじめ感光ドラム表
面を帯電させ、その帯電部分に対して原稿像を光学系を
介して投射し、光の通った部分の帯電を消すことにより
静電潜像をつくるということが行われている。上記、静
電潜像の形成に先立って感光ドラム表面を帯電させる方
式として、従来からコロナ放電方式または接触帯電方式
がある。コロナ放電方式は、感光ドラム表面に対してコ
ロナ放電器からコロナ放電を施し帯電処理するものであ
る。この方式は、一般に５〜ｌ０ＫＶという高圧電源を
使用するため、万全な安全策をとる必要があるうえ、放
電に伴い有害なオゾンを発生するという難点がある、こ
のため、最近では導電性ロールを感光ドラム表面に摺擦
させて感光ドラム表面を帯電させる接触帯電方式が注目
されている。

このような接触帯電方式を応用した電子写真複写機は第
２図のように構成され、つぎのようにして複写を行う、
すなわち、軸１ａを中心に矢印方向に回転する感光ドラ
ム１の外周面に導電性ロールからなる帯電ロール２を上
記感光ドラムｌとは逆方向または順方向に回転させ、部
分的に弾性変形させながら摺擦させる。この帯電ロール
２の摺擦により感光ドラム１の外表面が帯電される。３
は露光機構部でここを介して原稿光像のスリット露光８
が感光ドラム１表面に到達し、原稿像に対応した静電潜
像が感光ドラム１表面に形成される。４は現像装置であ
り上記静電潜像に対してトナーを付着させトナー像を形
成する。６は給紙機構ロールであり、複写紙１１を感光
ドラム１表面に対して供給し、転写装置５を介してトナ
ー像を複写紙１１上に転写する。７はトナー像が形成さ
れた複写紙１１を通過させて定着する定着ロールである
。このようにして、複写体（コピー）が得られる。なお
、感光ドラム１表面はクリーナー９により転写残像や残
存トナーを除去され、さらにイレーサーランプ１０によ
って全面光照射をうけ零電位化されつぎの帯電に備える
。１２は上記帯電ロール２に対して１〜３ＫＶ程度の電
圧を印加する電源である。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記電子写真複写機には、帯電ロール、現像ロール、転
写ロール、クリーニングロール等多数の導電性ロールが
用いられている。特に、上記のような導電性ロールのう
ち、帯電ロールについては、■０Ｓ〜１０′Ω・ｃｍ程
度の半導電性領域の電気抵抗を有することが求められて
おり、通常第１図に示すように、金属シャフト（芯金）
２１とその外周面に形成された導電性弾性体層２２によ
って構成されている。上記導電性弾性体層２２は、一般
にシリコンゴム等の合成ゴム中に導電性粉末や導電性繊
維（カーボンブラック、金属粉末、カーボン繊維等）を
混入した組成物によって形成されている。そして、その
導電性弾性体層２２の硬度（Ｈｓ）は、通常３５以上に
設定されている。

ところが、このような導電性弾性体層２を備えた導電性
ロール、特に帯電ロールでは複写の際に、場合によって
は、感光ドラムと帯電ロール間で交流電界印加による微
振動によって複写体の画質不良（横ムラ）や帯電不良（
カブリ現象）が生ずるという難点がある。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、上
記微振動に起因する画質不良および帯電不良を生じさせ
ることのない導電性ロールの提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決するため、この発明の導電性ロール
は、軸体の外周に導電性弾性体層が円周に沿って形成さ
れた導電性ロールであって、上記導電性弾性体層の硬度
（Ｈｓ）が、２５以下に設定されているという構成をと
る。

〔作用〕

本発明者らは、上記微振動に起因する画質不良や帯電不
良の発生を阻止する目的で一連の研究を行った結果、上
記微振動の発生および帯電不良の発生は、導電性ロール
、特に帯電ロールの硬度が大きく影響することを突き止
めた。そこで、この硬度を中心にさらに研究を進めた結
果、導電性ロール、特に帯電ロールに交流電圧を印加す
ると、その交流電圧の周波数プラスとマイナスの切り変
わりによって帯電ロールが感光ドラムに対して上下動し
、それが原因で微振動が生ずるようになることを突き止
めた。すなわち、従来の硬度（Ｈｓ）が４０程度の帯電
ロールでは交流の周波数と帯電ロールとが共振して微振
動が生じるのである。

また、帯電ロールによる帯電量は、感光ドラム（第２図
の符号１）に対する帯電ロール（第２図の符号２）の接
触面積の幅が比例する。一般には、その幅Ｗは第３図（
ａ）に示すように２．５〜３ｒａｔに設定されている。

ところが、上記のような硬度（Ｈｓ　）が４０程度の帯
電ロールを感光ドラムに押しつけて上記のような幅Ｗを
２．５〜３ａｎにしようとすると、帯電ロールをかなり
の力で感光ドラムに押しつける必要がある。その結果、
帯電ロールの接触部の形状は、第３図（ｂ）に示すよう
に鼓状になって中央がくびれた状態になり、その中央部
の帯電量が小さくなる。本発明者らは、このくびれた部
分で帯電不良（カプリ現象）が生ずることを突き止めた
。そこでさらに研究を重ねた結果、帯電ロールのような
導電性ロールの硬度（Ｈｓ）を２５以下に設定すると、
あまり大きな力で帯電ドラムを感光ドラムに押しつけな
くても、第３図（ａ）に示すような理想的な接触部の押
しつけ形状が得られるようになると同時に、交流の周波
数と帯電ロールとの共振現象も生じなくなって微振動の
発生もなくなることを見いだし、この発明に到達した。

この発明の導電性ロールは、軸体と、その外周に形成さ
れる導電性弾性体層とから構成されている。

上記軸体としては、特に限定するものではなく、金属性
の円筒体からなる芯金や内部を中空に（りぬいた金属製
の円柱体が使用される。

上記軸体の外周に、円周に沿って形成される導電性弾性
体層の形成材料としては、ポリノルボーネンゴム単独品
か、またはポリノルボーネンゴムとエチレン−プロピレ
ン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等とのブレンドゴムが用い
られる。

この発明は、上記導電性弾性体層の硬度（Ｈｓ）を２５
以下、好適には１５〜２２程度、より好適には２０程度
に設定することを最大の特徴とするものである。このよ
うに硬度を設定する場合において、上記帯電ロール等の
導電性ロールはその導電性を半導電性領域（１０５〜１
０７Ω・σ程度）に設定する必要がある。本発明者らは
、このような観点から、研究を重ねた結果、上記のゴム
基材にケッチェンブラック等の導電剤にナフテン系オイ
ル等の軟化剤を混合し所定の硬度をもつ半導電性ロール
を得た。この場合、上記のゴム１００重量部（「部」と
略す）に対して上記オイル等の軟化剤を２０ｐ〜４００
部、好適には２５０〜３５０部程度使用すると硬度を上
記の範囲に設定できる。また、ケッチェンブラック等の
導電剤の使用量は、上記ゴム１００部に対して２０〜１
００部、好適には３０〜５０部に設定することが行われ
る。なお、軟化剤としては上記オイル以外にアロマ系オ
イル、パラフィン系オイルが使用可能であり、また導電
材としては上記ケッチェンブラック以外に、アセチレン
ブラック等が使用可能である。

上記のような導電性ロール、特に帯電ロールはたとえば
つぎのようにして製造することができる、すなわち、芯
金軸体の外周面に接着剤を塗布し、その外周面に、ゴム
組成物を用い、金型加硫を利用して導電性弾性体層を形
成する。つぎにこの導電性弾性体層の表面を従来公知の
方法で研磨する。これにより、第１図に示すような構造
の導電性ロールが得られる。１は芯金、２は導電性弾性
体層である。上記導電性弾性体層２の厚みは一般に１〜
５１１ＩＩｌ、好適には３±ｌａｗに設定される。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〜５．比較例１，２〕 後記の表に示すような材料を同表に示すような割合で配
合してゴム組成物をつくった。つぎに、上記組成のゴム
組成物を常法に従いロール混練した。他方、芯金として
直径８ｍａ＋の金属シャフトを準備し、これの外周に接
着剤層を塗布し、さらにその外周に、上記組成物を用い
、常法に従い加硫、研磨し外径が１５閣となるよう導電
性弾性体層を形成した。この導電性弾性体層の硬度（Ｈ
ｓ　）は、同表に示す通りである。

つぎに、得られた導電性ロールを第２図に示すような電
子写真複写機に帯電ロールとして組み込んで複写した場
合における微振動および帯電不良（カブリ現象）の発生
を調べた。その結果は、後記の表に示すとおりであった
。

（以下余白） 上記の表から明らかなように、実施例品は、導電性弾性
体層の硬度が小さく極めて柔軟性に富んでおり、これを
第２図に示すような電子写真複写機に組み込んでコピー
を何枚数る間に殆ど微振動の発生や帯電不良（カブリ現
象）が生じていない、これに対して比較別品は、微振動
および帯電不良が発生することがわかる。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明の導電性ロールは、導電性弾性体
層の硬度（Ｈｓ）を２５以下と極めて柔軟に設定してい
るため、それを電子写真複写機等に組み込んで使用した
場合に、感光ドラムと導電性ロールとの間の微振動の発
生もなく、また、得られた複写紙に帯電不良（ガブリ現
象）も生じなくなる。したがって、コピーをとる際に微
振動にともなう不具合もなく、良質なコピーが得られる
ようになる。また、帯電ロールのような導電性ロールを
感光ドラムに対して従来のように強く押しつける必要が
ないため、摩耗も小さくなり装置の長寿命化をも実現で
きるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す断面図、第２
図はこの発明の導電性ロールを応用することができる電
子写真複写機の構成図、第３図（ａ）および（ｂ）はそ
の感光ドラムに対する帯電ロールの接触部の形状を示す
説明図である。 ２１・・・芯金　２２・・・導電性弾性体層特許出願人
　　東海ゴム工業株式会社 代理人　　　弁理士　　西　藤　征　彦第１図 礎　２　図 （ｂ） ０３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸体の外周に導電性弾性体層が円周に沿つて形成
   された導電性ロールであつて、上記導電性弾性体層の硬
   度（Ｈｓ）が、２５以下に設定されていることを特徴と
   する導電性ロール。