JPH03284762A - 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４明は、電子写真方式を利用した複写機等に使用さ
れる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（感材）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、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。

二のような接触帯電方式を応用した電子写真複写機は第
３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１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（感材）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る１２は上記帯電ロール２に
対して電圧を印加する電源である。

ところで、電子写真複写機等には、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ロール
が用いられている。このようなロールは、通常、第４図
に示すように金属シャフト（芯金）１７の外周面に導電
性ゴム層１８を設け、この導電性ゴム層１８の外周面に
、例えばエピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重
合体を主体とする半導電性層１９を設け、さらにこの半
導電性層１９の外周面にＮ−メトキシメチル化ナイロン
をマトリックス樹脂とする感材汚染防止層２１を設ける
ことにより構成されている。しかし、上記Ｎ−メトキシ
メチル化ナイロンは絶縁性に冨んでいる関係上、例えば
上記第４図のロールを帯電ロール２（第３図参照）とし
て用いると、これに電源１２から高電圧を印加しなけれ
ばならなくなる。また、このようなマトリックス樹脂か
らなる感材汚染防止層２１は、電気抵抗の環境依存性が
大きく、これも改善を要する事項となっている。そのた
め、一般に、上記感材汚染防止層２１中にカーボン粒子
を分散含有させ、上記両欠点を解消させることが行われ
ている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このようにカーボン粒子を分散させる場
合、特に電気抵抗の環境依存性を大幅に改善させる程度
までカーボン粒子を分散させると、カーボン粒子が層表
面に現れ、表面抵抗を低下させる。したがって、このよ
うな表面構造のロールを帯電ロール２（第３図参照）と
して用いた場合において、感光ドラム１の表面に傷等が
存在すると、感光ドラム１と帯電ロール２との接触面に
おいて、表面電流が、上記層を中心に帯電ロール２の軸
方向の左右両端に向かって流れ、それによってその流れ
た部分の帯電電位が下がる（帯電ロール２の軸方向の中
心から左右両端側に向かって表面抵抗が小さくなってい
る）。したがって、上記感光ドラム１の傷が非常に小さ
いものであっても、その傷を中心に軸方向に帯電電位が
低くなる結果、その部分に対してトナーが付着し、軸方
向に延びる黒筋として複写紙１１に拡大転写されてしま
う。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、電
気抵抗に対する環境依存性が小さく、かつ感光ドラム等
の小さな傷が軸方向に延びる黒筋として拡大されること
のないロールの提供をその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明のロールは、軸体
の外周に導電性弾性体層が円周に沿って形成され、この
導電性弾性体層の外周に、円周に沿って半導電性層が一
体的に形成され、この半導電性層の外周に、円周に沿っ
て感材汚染防止層が形成されたロールにおいて、上記感
材汚染防止層中に、軸方向にのみ導電性を有する導電材
料粒子を、その軸方向を上記層の厚み方向に配向させた
状態で分散含有させたという構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、上記の目的を達成するため一
連の研究を重ねた。その結果、マトリッジス樹脂中に、
軸方向にのみ導電性を有する導電材料粒子を、その軸方
向を上記感材汚染防止層の厚み方向に配向させた状態で
分散含有させた感材汚染防止層を軸体の最外層に形成さ
せると、上記感材汚染防止層は、層の厚み方向にのみ導
電性を有し、軸方向には絶縁性を存するようになる。こ
のため、ロール表面における電気抵抗の環境依存性が改
良され小さくなり、感光ドラムに孔等の欠陥部が有って
も帯電の不具合を生じることなく良好な画像を得ること
ができることを見出しこの発明に到達した。

この発明のロールは、軸体と、その外周に形成される導
電性弾性体層と、その外周に一体的に形成される半導電
性層と、さらに、その外周に形成される特殊な感材汚染
防止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、例えば、
金属製の円柱体からなる芯金や内部を中空にくりぬいた
金属製の円筒体が使用される。

上記芯金の外周に円周に沿って形成される導電性弾性体
層は、特に限定するものではなく、ポリノルボーネン、
エチレン−プロピレンゴム、スチレン−ブタジェンゴム
等の合成ゴムが単独でもしくはブレンドして用いられる
。このような導電性弾性体層は、通常、その導電性が１
０°〜１０Ｉ０Ω・１程度に設定される。そして、その
厚みは、通常、２〜６園程度に設定される。

上記導電性層の外周に一体的に形成される半導電性弾性
体層は、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド共重
合ゴム（ＣＨＣ）を主体とするものである。その厚みは
、通常、３０〜１５０ｍに設定される。なお、上記主体
とするとは、全体が主体のみからなる場合も含める趣旨
である。

そして、上記軸体の外周に一体的に形成される感材汚染
防止層は、マトリックス樹脂中に、軸方向にのみ導電性
を有する特殊な導電材料粒子を、その軸方向を上記感材
汚染防止層の厚み方向に分散配向させた導電性弾性体を
用いて構成される。

上記感材汚染防止層の厚みは、一般に１〜３０μｍに設
定され、好適には３〜１５μｍに設定される。

上記マトリックス樹脂としては、好適にはＮメトキシメ
チル化ナイロン（８−ナイロン）等があげられる。

上記特殊な導電材料粒子としては、例えば銅粉末、アル
ミニウム粉末、カーボンブラック等があげられる。この
ような特殊な導電材料粒子の配合量としては、上記マト
リックス樹脂１００重量部（以下「部」と略す）に対し
て上記特殊な導電材料粒子を５〜２００部、好適には８
０部程度使用することが行われる。

上記のようなロール、特に帯電ロールは、例えばつぎの
ようにして製造することができる。すなわち、芯金の外
周面に、接着剤を塗布し、先に述べた導電性弾性体形成
材料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、半導電性形成材料を適当な溶剤に溶解し、
前記導電性弾性体層の外周面に塗工したのち乾燥し、つ
いで加硫することによって形成することができる。上記
塗工に際してはデイツプ方式によることが好適である。

そして、上記のようにして半導電性層を形成したのち、
その上に先に述べた感材汚染防止層形成材料からなる樹
脂液をスプレー、ディッピング等でコーティングする。

そして、上記感材汚染防止層形成材料の流動性のある間
に芯金および近傍の円筒電極間で電界をかけつつ乾燥さ
せる。このような操作を行うことにより、第１図に示す
ように、マトリックス樹脂１５内に、軸方向にのみ導電
性を有する導電材料粒子１６が、その軸方向を上記層の
厚み方向６二分散配合される。その結果、上記感材汚染
防止層の厚み方向に導電性を有し軸方向に絶縁性を有す
る、すなわち、電気的に異方性を有する感材汚染防止層
が形成される。必要な場合には熱処理して架橋させ感材
汚染防止層化することにより製造される。このようにし
て、第２図に示すような層構造を有するロールが得られ
る。図において、１７は芯金、１８は導電性弾性体層、
１９は半導電性弾性体層、２ｏはこの発明における特殊
な感材汚染防止層である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のロールは、最外周に、マトリ
ックス樹脂中に、軸方向にのみ導電性を有する導電材料
粒子を、その軸方向を層の厚み方向に配向させた状態で
分散含有された感材汚染防止層から形成されている。こ
のため、電気抵抗の環境依存性が改良され小さくなり、
その結果、高電圧を必要とせず、オゾンの発生量を減少
させることができる。そして、例えば、このロールを帯
電ロールとして電子写真複写機等に組み込んだ場合、感
光ドラムに孔等の欠陥部が有っても帯電の不具合を生じ
ることなく良好な画像を得られる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〜３〕 〈導電性弾性体層形成材料の調製〉 導電性弾性体層形成用の材料として、下記の組成の硬度
２０Ｈｓのゴム組成物を準備した。

ポリノルボーネン　　　　　　　　　１００部ケッチエ
ンブラック　　　　　　　　　３０部ナフテン系オイル
　　　　　　　　　３００部く半導電性層形成材料の調
製〉 エピクロルヒドリン−エチレンオキサイドゴム１００部 クレー　　　　　　　　　　　　　４０　部鉛丹　　　
　　　　　　　　　　　　　５　部エチレンチオウレア
　　　　　　　　　１．５部加工助剤　　　　　　　　
　　　　　　２　部〈感材汚染防止層形成材料の調製〉 感材汚染防止層形成材料として、下記の第１表に示す材
料を同表に示す割合で使用し、樹脂液を作製した。

つぎに、直径８ｍの金属製シャフトからなる芯金の外周
に、上記導電性弾性体層形成材料を用い、金型加硫を利
用し全体の外径が４鵬になるように導電性弾性体層を形
成した。つぎに、この導電性弾性体層の外周に半導電性
層形成材料の樹脂液をスプレーしてコーティングしたの
ち、乾燥し１００μ−の厚みの半導電性層を形成した。

そして、この半導電性層の外周に上記感材汚染防止層形
成材料の溶液をつくり、この溶液中に半導電性層が形成
された芯金を浸漬してコーティングしたのち、引き上げ
て上記樹脂液が流動性を有している間に、芯金および外
周近傍円筒電極間間で電界（１０ｋＶ）をかけつつ乾燥
させた。ついで、加熱処理（１５０°Ｃ）して架橋させ
ることにより目的とするロールが得られた。

〔比較例〕

上記実施例と同様にして芯金の外周に導電性弾性体層を
形成し、さらにこの外周に半導電性層を形成した。そし
て、上記実施例２と同じ割合の銅粉末を配合した感材汚
染防止層形成材料を用い、上記半導電性層上に上記感材
汚染防止層形成材料樹脂液をコーティングしたのち、電
界をかけすに加熱処理（１５０’Ｃ）して架橋させるこ
とによりロールを得た。このロールはロールの厚み方向
には銅粉末は配向されなかった。

このようにして得られた実施例品および比較例品の各ロ
ールについて、軸方向および円周方向の表面電気抵抗を
測定し、その結果を下記の第２表に示した。さらに、上
記ロールを帯電ロールとして、第４図に示す電子写真複
写機に組み込み起動させ複写を行った。このとき、感光
ドラムには一箇所０゜５ｍ程度の孔を穿設し、コピーさ
れた複写紙の状態を調べその状態を下記の第２表に併せ
て示した。なお、複写紙に孔の大きさが０．５　ｔｍよ
り大きく拡大されて複写されたものを×、同程度に複写
されたものを○として表示した。

（以下余白） 上記の結果から、実施例孔は比較側孔に比べて複写紙の
状態が良好であることがわかる。また、電気抵抗では、
実施例孔は軸方向の抵抗値が比較側孔に比べて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のロールの感材汚染防止層の導電材料
の配向状態を示す模式図、第２図はこの発明のロールの
構造を示す縦断面図、第３図はロールを組み込んだ電子
写真複写機の構成図、第４図は従来のロールの構造を示
す縦断面図である。 １６・・・導電材料粒子　１５・・・マトリックス樹脂
１７・・・芯金　１８・・・導電性弾性体層　１９・・
・半導電性層　２０・・・感材汚染防止層

Claims (2)

【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、この導電性弾性体層の外周に、円周に沿つて半導
   電性層が一体的に形成され、この半導電性層の外周に、
   円周に沿つて感材汚染防止層が形成されたロールにおい
   て、上記感材汚染防止層中に、軸方向にのみ導電性を有
   する導電材料粒子を、その軸方向を上記層の厚み方向に
   配向させた状態で分散含有させたことを特徴とするロー
   ル。
2. （２）感材汚染防止層のマトリックス樹脂が、Ｎ−メト
   キシメチル化ナイロンである請求項（１）記載のロール
   。