JPH04256985A - 導電性ローラー - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真，静電記録
等のプリンターにおけるトナー搬送用ローラー，帯電ロ
ーラー，転写ローラー，クリーニングローラー等の静電
気的に対象物をコントロールする目的で用いられる導電
性ローラーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トナーカートリッジに用意されて
いるトナーを静電潜像が形成されている感光体に供給し
、用紙に転写，定着させる電子写真プロセスは一般的に
■帯電、■露光、■現像、■転写、■定着、■除電の各
機構から成り、各機構とも静電気を精密にコントロール
する為の各種のローラーが使われ、近年ますますそのロ
ーラー素材に対する要求特性は厳しくなっている。特に
トナー搬送用ローラー等を含む現像機構に用いられるロ
ーラー，転写ローラー，又クリーニング機構に用いられ
るローラー等は静電気的に被接触物をコントロールする
為ローラーを構成する素材の導電性は非帯電のレベルで
狭い範囲（５℃〜４５℃において１ケタ、例えば１×１
０９　Ω・ｃｍ〜１×１０１０Ω・ｃｍの範囲）にコン
トロールされている事が要求されている。又、これ等の
ローラーは感光ドラム等精密部品との接触で相手に傷を
つけない事、あるいはローラーの接触面積を増してグリ
ップ性を確実にする目的から導電性弾性体が用いられて
いる。 この導電性弾性体の導電特性をコントロールするため、
弾性体に導電性フィラー，帯電防止剤等を混入すること
が行われていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様な状況下で各種
の導電特性を持つ導電性ローラーを製造しようとする場
合、従来は導電性弾性体に配合するする導電性フィラー
，帯電防止剤の質、あるいは量を変化させて金属製の軸
を取巻く導電製弾性体の導電性を変える事によって対応
して来たが、■　　量産時に必要に応じて何種類もの配
合を準備して作り分けなければならず、その種類に応じ
て原料タンク等の設備が必要となる他、切り替え時のロ
ス，不良等生産性の問題が有った。■又、導電性が低く
（抵抗値の高い）環境依存性の少ない導電性ローラーは
単に導電性フィラーを変えるだけでは作る事が難しいと
言う問題が有った。そこで、この発明は、導電特性のコ
ントロールが容易で、導電性の低いものも容易に製造す
ることのできる導電性ローラーを提供することを目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、第１の発明は、良導体である軸に内側導電層を設け
、この内側導電層の外周に導電性弾性体を設け、内側導
電層と導電性弾性体との厚み方向での電気的抵抗値を内
側導電層の方が大きくなるように構成したものである。 また、第２の発明は、導電性弾性体が微細セルを有する
導電性ポリウレタンフォームであることを特徴とするも
のであり、第３の発明は、導電性ポリウレタンフォーム
は少なくとも導電性フィラー，帯電防止剤が混入された
ものである。さらに、第４の発明は、内側導電層が温度
，湿度等による導電性の変化が少ない材料であるもので
あり、第５の発明は、内側導電層が、エチレンビニルア
セテート，塩化ビニル，ポリウレタン，塩化ビニリデン
，ポリエチレン，ポリエステル，ポリプロピレン，エポ
キシ，シリコン，酢酸ビニル，テフロンから選ばれた１
又は２以上の樹脂膜であるものである。

【０００５】

【作用】この発明においては、内側導電層と導電性弾性
体の両方で導電特性をコントロールすることで、導電性
弾性体のみではコントロールできなかった領域（導電性
が低い）のローラーを提供することができる。また、導
電性弾性体に導電性フィラーや帯電防止剤を混入せずに
、内側導電層の材料や厚み等で導電性のコントロールを
容易に行うことができる。さらには、導電性弾性体に導
電性フィラー等を混入して所定の抵抗値を有するものと
各種抵抗値を有する内側導電層との組合せで種々の導電
特性を有する導電性ローラーを提供できる。

【０００６】

【実施例】以下にこの発明の好適な実施例を図面を参照
して説明する。

【０００７】図１において、良導体である軸１としては
、鉄，ステンレススチール，アルミニウム等の金属材料
あるいは導電材料を混入したプラスチック材料から成る
ものが使用可能である。この軸１に内側導電層２を設け
てある。この内側導電層２としては、エチレンビニルア
セテート，ポリエステル，ポリプロピレン，ポリエチレ
ン，塩化ビニル，ポリウレタン，塩化ビニリデン，エポ
キシ，シリコン，酢酸ビニル，テフロンから選択された
１又は２以上のものから成る。これらの樹脂はフィルム
あるいは塗膜形成能のある溶液で、軸１上に一定厚にコ
ート出来る樹脂状物でしかもそれ自身が環境依存性の少
ないものが好ましい。例えばポリアミド系の薄膜は環境
（湿度）依存性が大きい為に好ましくない。上述した樹
脂は、環境依存性が小さく、内側導電層２を構成する材
料として好適である。なお、異なる材料のフィルムを２
層以上軸１上に巻き付けて内側導電層２を形成すること
もできる。また、上述した樹脂は、使用に当っては軸１
と後述する導電性弾性体３との接着剤の役割も兼ねてホ
ットメルト接着剤として使用する事も出来、軸１の円周
上で均一な厚みを確保する為予め厚みの判ったフィルム
を軸１上にスキ間なく巻いた後に加熱融着させる方法が
好ましい。さらに、このような樹脂膜の厚みは厚過ぎる
とローラーの抵抗値≒薄膜の抵抗値となり導電性弾性体
３の存在理由が無くなる為、その限界は１ｍｍ程度の厚
みが好ましい。

【０００８】内側導電層２の外周には導電性弾性体３を
設けてある。ローラーの使用に際しては、軸１に電圧を
かけることにより、これを取巻く弾性体３（通常の場合
は半導体レベルのもの）を通して対象物を静電気的にコ
ントロールする。導電性弾性体３はポリヒドロキシル化
合物と有機ポリイソシアート化合物，触媒，整泡剤から
成るポリウレタン発泡性原料にカーボン，グラファイト
，金属粉等の各種導電性粉体やリチウム，ナトリウム，
カリウム，カルシウム等の無機塩を混合発泡して得られ
る。ポリヒドロキシル化合物としては、一般の軟質ウレ
タンフォームやウレタンエラストマー製造に用いられる
ポリオール，即ち末端にヒドロキシル基を有するポリエ
ーテルポリオール，ポリエステルポリオール及び両者の
共重合物であるポリエーテルポリエステルポリオールで
あり、また、ポリオール中でエチレン性不飽和単量体を
重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等一般的な
ポリオール類が使用できる。ポリイソシアネート化合物
としては同様に一般的な軟質ウレタンフォームやウレタ
ンエラストマー製造に使用されるポリイソシアネートが
使用できる。即ち、トリレンジイソシアネート（ＴＤ１
）粗製ＴＤ１、４，４′−ジフェニルメタンジイソシア
ネート（ＭＤ１）粗製ＭＤ１、炭素数２〜１８の脂肪族
ポリイソシアネート、炭素数４〜１５の脂肪族ポリイソ
シアネート、炭素数８〜１５の芳香族ポリイソシアネー
ト及びこれ等のポリイソシアネートの混合物や変性物、
例えば部分的にポリオール類と反応させて得られるプレ
ポリマー等が用いられる。触媒としては一般的な有機金
属化合物、例えばジブチル錫ジラウレート，オクチル酸
錫，オクチル亜鉛，酢酸ナトリウム等、アルカリ及びア
ルカリ土類金属のアルコキシドやフェノキシド，三級ア
ミン類、例えば、トリエチルアミン，トリエチレンジア
ミン，Ｎ−メチルモルホリン，ジメチルアミノメチルフ
ェノール等、それに四級アンモニウム塩，イミダゾール
類等が挙げられる。　　又、発泡剤としてはポリウレタ
ンフォームの発泡用に使用される公知の整泡剤を使用す
る事が出来、特に制限はない。更に具体的にはこれ等の
用途に最適な微細セル構造を持ち、しかも導電性の環境
依存性が少ないポリウレタンフォームは、ポリウレタン
発泡性原料にグラファイトを加え機械的攪拌により泡立
てた後に硬化する方法が好ましいが、これに限定された
ものではない。軸１と導電性弾性体３との間に介在させ
る内側導電層２は、導電性弾性体よりも高い抵抗値を有
するものが使用される。

【０００９】 製造例１ グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイ
ドを付加して、分子量５０００としたポリエーテルポリ
オール（旭ガラス株式会社のエクセノール８２８）（Ｏ
Ｈ値３３）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・１００部ウレタン変性したＭＤＩ（住友バイエル
ウレタン株式会社のスミジュールＰＦ）（ＮＣＯ％＝２
３％）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　２５．０部１・
４−ブタンジオール・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・　　２．５部シリコン界面活性剤（Ｌ−５２０日
本ユニカ社製）・・・・・・・　　１．５部ＤＢＵのト
ルエンスルホン酸塩（サンアプロ社製）・・・・・・・
　　０．５部ジブチルチンジラウレート・・・・・・・
・・・・・・・・・・・　　０．００１５部平均粒径２
．５μｍ固定炭素含有量９９％の天然グラファイト（日
本黒鉛株式会社の高純度黒鉛ＡＯＰ）・・・・・・・・
・・・・・・・・・・　　　　５０部　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　（全樹脂量対比２８重量％）こ
れらを１リットルのプラスチック容器に入れ、家庭用泡
立て機で２分間攪拌して、予め８ｍｍ径、長さ２５ｃｍ
の鉄製の軸１上に７５μｍ厚のＥＶＡ（エチレンビニル
アセテート）フィルム（内側導電層２）を加熱コートし
たものを、セットした幅３ｃｍ、高さ３ｃｍ、長さ２４
ｃｍの溝状モールドに流し込み、加熱硬化して、軸１と
一体発泡された導電性ポリウレタンフォーム（導電性弾
性体３）を得た。又比較例として金属軸上に樹脂の薄膜
を存在させない状態で金属軸と導電性ポリウレタンフォ
ームを一体発泡したものを作成した。これ等の一体発泡
品は研磨機で研磨加工してローラー外径２０ｍｍ、ロー
ラー長（導電性弾性体）２２ｃｍのローラーを得た。 又、これ等とは別に金属軸円周上に７５μｍのＥＶＡフ
ィルムを巾２２ｃｍコートした軸を準備し、これ等３者
を図２に示される方法で各々の抵抗値を測定した結果は
図３の如くでＥＶＡコートにより、ローラーの抵抗値の
レベルを環境依存性を維持したままで上げる事が出来た
。

【００１０】図２における測定方法では、抵抗計４を軸
１と鉄板５（５ｍｍ厚）とにつなぎ、７００Ｖの電圧を
軸１に印加した。また、軸１の両端には夫々３００ｇの
荷重をかけた。図３におけるグラフ中符号Ｉはこの発明
の製造例１であり、符号ＩＩは軸１にＥＶＡ７５μｍの
フィルムを巻いただけのものを示し、符号ＩＩＩ　は上
述の比較例を示す。

【００１１】製造例２ 製造例１と同様の方法で軸１（金属）上の薄膜（内側導
電層２）の厚みと材質とを変えたものであり、図４にお
いて、ＥＶＡから成る層２の厚み３５μｍ（符号Ａ）、
７５μｍ（符号Ｂ）、１５０μｍ（符号Ｃ）とし、塩化
ビニリデン７５μｍ（符号Ｄ）を使用したものを夫々示
す。

【００１２】製造例３ 　　製造例１と同様の方法で金属の軸１上にＥＶＡ７５
μｍの被膜を設けたものを円筒状モールドに圧入し、硬
化させ、ローラー円周上にバリのない表面が薄い被膜が
覆われた、研磨の必要のないローラーを作成して評価し
た所、製造例１とほぼ同等の電気特性を示した。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、軸と導電性弾性体との間に介在させた内側導電層に
より、ローラー全体の導電特性のコントロールがし易く
、所望の抵抗値を有するローラー、特に導電性の低いロ
ーラーの製造が可能かつ容易となる。第２及び第３の発
明によれば、導電性弾性体を微細セルを有する導電性ポ
リウレタンフォームで形成することにより、接触する相
手を傷つけずに、グリップ性を確実にし、導電特性もコ
ントロールし易くなる。第３及び第４の発明によれば、
耐環境性が向上し、温度の変化等によっても安定した抵
抗値を示す。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の好適な実施例を示す断面図。

【図２】ローラーの抵抗値の測定方法の説明図。

【図３】製造例１と比較例等との環境条件の変化に伴う
抵抗値の変化を示すグラフ。

【図４】製造例２の図３と同様の変化を示すグラフ。

【符号の説明】

１　　軸 ２　　内側導電層 ３　　導電性弾性体

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　良導体である軸に内側導電層を設け、
   この内側導電層の外周に導電性弾性体を設け、内側導電
   層と導電性弾性体との厚み方向での電気的抵抗値を内側
   導電層の方が大きくなるように構成したことを特徴とす
   る導電性ローラー。
2. 【請求項２】　　導電性弾性体が微細セルを有する導電
   性ポリウレタンフォームであることを特徴とする請求項
   １に記載の導電性ローラー。
3. 【請求項３】　　導電性ポリウレタンフォームは少なく
   とも導電性フィラー，帯電防止剤が混入されていること
   を特徴とする請求項２に記載の導電性ローラー。
4. 【請求項４】　　内側導電層が温度，湿度等による導電
   性の変化が少ない材料であることを特徴とする請求項１
   又は２に記載の導電性ローラー。
5. 【請求項５】　　内側導電層が、エチレンビニルアセテ
   ート，塩化ビニル，ポリウレタン，塩化ビニリデン，ポ
   リエチレン，ポリエステル，ポリプロピレン，エポキシ
   ，シリコン，酢酸ビニル，テフロンから選ばれた１又は
   ２以上の樹脂膜であることを特徴とする請求項１ないし
   ４のいずれか１項に記載の導電性ローラー。