JPH07241934A - 半導電性ローラー - Google Patents

半導電性ローラー

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JPH07241934A
JPH07241934A JP5980894A JP5980894A JPH07241934A JP H07241934 A JPH07241934 A JP H07241934A JP 5980894 A JP5980894 A JP 5980894A JP 5980894 A JP5980894 A JP 5980894A JP H07241934 A JPH07241934 A JP H07241934A
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JP
Japan
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roller
silicone
sponge rubber
rubber
sponge
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Application number
JP5980894A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kawasaki
弘志 川崎
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Arai Seisakusho Co Ltd
Original Assignee
Arai Seisakusho Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スポンジセル径のばらつきが少なく、セル径
の小さいローラーを得ることができ、かつ電気抵抗の安
定した半導電性ローラーを得ること。 【構成】 芯金2の外周に導電性シリコーンスポンジゴ
ム3を被覆し、更にその外周に厚さ0.6mm以下の樹脂
を被覆した半導電性ローラーであって、前記の導電性シ
リコーンスポンジゴムにシリコーンパウダーを5〜30
重量%添加したことを特徴とするものである。 【効果】 導電性シリコーンスポンジゴムにシリコーン
パウダーを分散せしめたので、スポンジゴム層に均一な
セルが得られ、この結果、半導電性に優れたローラーを
得ることができた。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子複写機やレーザー
ビームプリンタ(以下LBPと略称する)に用いられる
現像ローラー、転写ローラー、帯電ローラー等の半導電
性ローラーに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、非磁性一成分系トナーを用いた電
子複写機やLBPの電子写真プロセスでは感光体に静電
潜像を帯電させるためや、現像されたゼログラフィー像
を紙に転写させる除電処理を行うためにコロナ放電装置
が用いられている。そして、前記のコロナ放電装置は、
感光体等の被帯電面を所定の電位に均一に帯電処理する
手段としては非常に有効である。しかしながら、装置自
体に高圧電源を必要とし、また、コロナ放電により有害
なオゾンを発生したり、コロトロンワイヤーの汚染によ
り画像不良が発生するなど多くの問題点が生じている。
【0003】このため最近では、消費電力の削減あるい
はオゾン発生を抑えるために、前記したようなコロナ放
電装置を使用せずに、電圧を印加した半導電性の帯電ロ
ーラーを感光体に接触させて感光体表面を帯電せしめる
接触帯電機構や、転写ローラーに導電性を付与させて転
写ローラー自体を電極にして現像されたゼログラフィー
像を紙に転写させる方式が採用されつつあり、かかるロ
ーラーは、その機能面から半導電性が要求されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記したような半導電
性ローラーに導電性シリコーンスポンジゴムを使用する
と、帯電ローラーにおいては導電性シリコーンスポンジ
ゴムから低分子量のシロキサンが感光体表面に移行する
ためローラーと感光体の接触部分が帯電しなくなり、画
像抜けが生じるという不具合があった。また、現像ロー
ラーに導電性シリコーンスポンジゴムを適用した場合に
おいて、スポンジの表面が粗いため、トナーの搬送性が
不良であり、また、スキン層付きのスポンジゴムローラ
ーでは寸法の安定性に欠けるため実用使用には困難があ
った。また、シリコーンスポンジゴムではなく、ソリッ
ドの半導電性シリコーンゴムからなる現像ローラーでは
初期のトナーの搬送性は良好であるが、使用するうちロ
ーラー表面にトナーが付着するためにトナーの搬送性が
悪化し、フイルミングと称される画像不良が発生してく
るという問題があった。
【0005】上記したような問題点を解決するために
は、導電性シリコーンスポンジゴムの表層に厚さ0.6
mm以下の樹脂層を被覆した導電性シリコーンスポンジゴ
ムからなる半導電性ローラーを適用すると良好な結果が
得られ、この場合の導電性シリコーンゴムとしては特開
平5−43802号公報に開示されているジ(アルキル
パーオキシカーボネート)を導電性シリコーンゴムの加
硫剤として使用し、発泡剤としてアゾビスイソブチロジ
ニトリル(AIBN)やアゾジカルボンアミドなどを使
用した組成物が適用することができる。これは、ジ(ア
ルキルパーオキシカーボネート)がカーボンブラックに
対して加硫障害がなく、かつ常圧熱気加硫が可能なので
硬度などが安定した導電性シリコーンスポンジゴムが得
られるためである。しかしながら、ジ(アルキルパーオ
キシカーボネート)を加硫剤として導電性シリコーンゴ
ムに使用したスポンジを現像ローラーや帯電ローラーな
どの弾性体層に適用すると、スポンジセル径のばらつき
が大きく、そのため電気抵抗が安定しないという不具合
があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記したような不具合を
解消すべく本発明は鋭意検討した結果、導電性シリコー
ンスポンジゴムにシリコーンゴムパウダーを添加するこ
とにより、スポンジセル径のばらつきが少なく、セル径
の小さいローラーを得ることができ、かつ電気抵抗の安
定した半導電性ローラーを提供できることを見出し本発
明を完成するにいたった。すなわち、本発明に係る半導
電性ローラーは、芯金の外周に被覆した導電性シリコー
ンスポンジゴムの外周に厚さ0.6mm以下の樹脂層を被
覆した半導電性ローラーにおいて、前記導電性シリコー
ンスポンジゴムにシリコーンパウダーを5〜30重量%
添加したことをその特徴とするものである。
【0007】本発明において使用されるシリコーンパウ
ダーとしては、トレフィンE(トーレ・ダウコーニング
・シリコーン株式会社製商品名)、シリコーンパウダー
KMP594(信越化学工業株式会社製商品名)などの
シリコーンゴム微粉末が例示され、平均粒径が10μm
以下、好ましくは5μm以下の球状のグレードが望まし
い。添加量としては導電性シリコーンゴムに対して5〜
30重量%、好ましくは8〜15重量%が適当である。
これは、5重量%以下では、その効果をみることができ
ず、また、30重量%を越えると、押出し性などの加工
性が悪くなるためである。
【0008】本発明において、加硫剤としてジアルキル
パーオキサイドを併用使用してもよく、ジアルキルパー
オキサイドとしては、ジt−ブチルパーオキサイド、t
−ブチルクミルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイ
ド、α,α−ビス(t−ブチルパーオキシ−m−イソプ
ロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t
−ブチルパーオキシ)ヘキサン、2,5ジメチル−2,
5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3などが例
示される。また、本発明における加硫系は上記したよう
な過酸化物加硫系に限らず、ビニル基含有ポリオルガノ
シロキサン、オルガノハイドリジエンポリシロキサン及
び白金系触媒とからなる付加反応型でもよい。
【0009】本発明でいう半導電とは103 〜1011Ω
・cmの範囲の体積固有抵抗のことで、実際のローラーの
表面抵抗では、103 〜1010Ω程度の範囲の電気抵抗
値である。通常、半導電性ゴムは、シリコーンゴムのよ
うな電気絶縁体に導電性カーボンブラックなどを充填し
て製造されるが、これはカーボンブラックのストラクチ
ャーにより電気伝導を利用したに過ぎないものであるた
め、その体積固有抵抗が半導電領域では102 〜105
という大きなずれが生じる。これは加工時のミキサーや
押出機中でのせん断により、カーボンブラックのストラ
クチャーが破壊され、抵抗値が安定しないためである。
一般に、カーボンブラックの充填量とゴムの体積固有抵
抗との間の関係曲線には、103 〜107 Ω・cm付近で
電気抵抗が急激に低下する、いわゆるスティープ・ポイ
ント(steep-point)がある。このため、半導電領域では
カーボンブラックの充填量の僅かな変動あるいは、混練
り条件の僅かな違いにより、製品の初期抵抗が大きく変
動するものである。
【0010】本発明では、105 Ω・cm以下の体積固有
抵抗の導電性シリコーンゴムを発泡させることにより、
シリコーンゴムの容積が増加し、カーボンブラック粒子
間の間隙もまた増加するため体積固有抵抗が増大すると
いう性質を応用したものであるが、単に導電性シリコー
ンゴム組成物に発泡剤を添加して発泡させたのみでは安
定した半導電性のシリコーンスポンジゴムを得ることが
できず、シリコーンパウダーの添加が必須となるもので
ある。
【0011】本発明における導電性付与剤としては、導
電性カーボンブラックが一般的で、アセチレンブラック
であるデンカブラック(電気化学工業株式会社製商品
名)やオイルファーネスブラックであるトーカブラック
(東海カーボン株式会社製商品名)、三菱導電性カーボ
ン(三菱化成工業株式会社製商品名)、バルカン(キャ
ボット社製商品名)、ブリンテックス(デグッサ製商品
名)、ケッチェンブラック(アクゾ社製商品名)等が挙
げることができ、これらの導電性カーボンが適時使用さ
れる。また、金属粉、金属酸化物、カーボンファイバー
などの導電性カーボンブラック以外の導電性付与剤を導
電性カーボンブラックと併用して使用してもよく、要は
発泡前のシリコーンゴム組成物として体積固有抵抗を1
5 Ω・cm以下にすることが肝要である。
【0012】本発明における導電性シリコーンゴム組成
物のゴム硬貨物のゴム硬度は特に限定されるものではな
く、JIS A硬度計で15〜70度の範囲で任意に選
定できるが、その硬度と物理強度及び導電性とのバラン
スのうえから35〜60度の範囲が望ましい。
【0013】充填材等の配合処方も、特に制限されるも
のでなく、硬貨したシリコーン組成物層の機械的特性、
すなわち物理強度、ゴム硬度、圧縮永久歪みなどを考慮
して決定されるものであり、添加量としてはベースのオ
ルガノシロキサン100重量部に対して5〜300重量
部、好ましくは20〜120重量部が添加され、これに
は、アエロジルやCab−O−Silで代表されるヒュ
ームドシリカ、Hi−Silやニップシルの如き湿式シ
リカ、セライトやラジオライトの如きけいそう土、ミヌ
シルやクリスタライトの如き石英粉などが例示され、こ
れらの充填材を通常は数種類組み合わせて使用する。ま
た、熱伝導性などの特性を付与するために、これらの充
填材に加え、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化チタ
ン、酸化マグネシウム、けい酸アルミニウム、酸化亜
鉛、酸化鉄、炭酸カルシウムなどを5〜120重量部程
度併用してもよい。また、密封老化性を考慮して酸化セ
リウムの如き耐熱剤や酸化マグネシウムの如き受酸剤を
0.5〜10重量部程度加えてもよい。
【0014】本発明において、表層の樹脂の素材は感光
体に対する移行汚染性のない素材が適用され、PFAや
テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共
重合体樹脂(FEP)の如きフッ素樹脂やウレタンエラ
ストマーが例示される。また、必要に応じて樹脂層を形
成する素材に導電性カーボンブラックなどを添加して体
積固有抵抗を109 Ω・cm以下にして樹脂層に帯電防止
性や帯電性を付与させてもよい。かかる樹脂は、通常は
シームレスチューブの状態に加工されスポンジ層を有す
る芯金に接着剤層を介して被覆して表層が形成される。
PFAなどのフッ素樹脂では、スポンジ層との接着性向
上のために通常は金属ナトリウム−ナフタレンまたは金
属ナトリウム−液体アンモニアなどでチューブ内面をエ
ッチング処理して使用される。
【0015】
【作用】本発明に係る半導電性ローラーは、芯金の外周
に被覆した導電性シリコーンスポンジゴムの外周に厚さ
0.6mm以下の樹脂層を被覆した半導電性ローラーであ
って、前記の導電性シリコーンスポンジゴムにシリコー
ンパウダーを5〜30重量%添加せしめてあるので、ス
ポンジゴムの発泡時に発泡剤から発生するガスから受け
る応力を緩和することができ、結果的にスポンジセルの
大きさを小さくすることができ、スポンジゴム層に均一
なセルが得られるものである。
【0016】
【実施例】本発明を実施例に基づいて説明すると、図1
において、1は現像ローラーを示し、該現像ローラー1
は、芯金2の外周に導電性シリコーンスポンジゴム層3
が接着され、更に、その外周に厚さ0.6mm以下の樹脂
スリーブ4が被覆されている。そして、前記の導電性シ
リコーンスポンジゴム層3には、X−30−2103U
(信越化学工業株式会社製商品名)の如きスポンジ用グ
レードにシリコーンパウダーを添加したものが使用され
る。
【0017】前記した芯金2と導電性シリコーンスポン
ジゴム層3との接着は、予め発泡剤と加硫剤とを混練り
したシリコーンゴム、押出し機で押出して原料ゴムチュ
ーブを形成した後に、HAV(Hot air Vulcanization)
法やFBV(Fluidized Bed Vulcanization) 法などによ
り加硫発泡させてシリコーンスポンジチューブを作成
し、このシリコーンスポンジチューブに予めTSE32
2(東芝シリコーン株式会社製商品名)の如き付加型の
接着剤を塗布した金属芯金2を挿入した後、更に加熱し
て接着剤を硬化させてシリコーンスポンジチューブ3を
前記の金属芯金2に接着させるという方法でもよいし、
表面にプライマーNO.8(信越化学工業株式会社製商
品名)の如き接着剤を塗布した金属芯金2を押出し機の
クロスヘッドダイを通過させて上記金属芯金2上に発泡
剤と加硫剤を混練りしたシリコーンゴム層を形成し、次
いでこれを恒温槽中や加熱した金型中で加熱発泡させる
と同時に接着させてもよい。そして、いずれの接着方法
でも、金属芯金2上にシリコーンスポンジゴム槽3を形
成した後に、表面に形成されたスキン層を除去するため
と、外径寸法精度を得るためにスポンジ外周を研磨する
必要がある。
【0018】本実施例においては、先ず、導電性シリコ
ーンスポンジゴム層3として前記したX−30−210
3Uを100重量部、シリコーンパウダーとして前記し
たKMP594を20重量部、加硫剤として1,6−ビ
ス(t−ブチル−オキシカルボキシ)ヘキサンを0.7
5重量部を配合して試料を混練りし、発泡剤の入ってい
ない試料を作成したものを実施例とし、該実施例と比較
するために、シリコーンパウダーを配合しない他は前記
実施例と同様の配合にて混練りし、比較例として発泡剤
の入っていない試料を作成した。これを表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】次に、テストピースを加硫した後、200
℃で4時間二次加硫した。この試料の物性試験結果を表
2に示すが、この表2から明らかなように、実施例のテ
ストピースは比較例のテストピースより引張り強さがや
や低く、応力が低いことを除き、遜色のないことが分か
った。
【0021】
【表2】
【0022】次に、前記した表1に示した配合剤である
KE−P−13(アゾイソブチロニトリルの50%シリ
コーンベースト信越化学工業株式会社製商品名)を各々
2重量部加えた試料を混練りした後、全長300mm、外
径10mmの芯金2を押出し機のクロスヘッドダイを通過
せしめて上記芯金2上に発泡剤と加硫剤とを混練りした
導電性シリコーンゴム層を形成した後、常圧熱気炉にて
発泡させた。
【0023】次に、上記のスポンジローラーを外径18
mmに研磨した後、その表層に厚さ50μmのPFAチュ
ーブで被覆した後、キャノン株式会社製の複写機である
NP6030(商品名)に取付けて実機耐久試験を実施
したところ、比較例のローラーでは電気抵抗のバラツキ
に起因する画像不良が発生した。そこで比較例のローラ
ーの電気抵抗を測定したところ、105 〜108 Ωとば
らついていた。このため、スポンジゴム層を観察したと
ころスポンジセルの大きさが200〜1100μmと大
きくばらついていた。これに対し、実施例のローラーで
は画像不良は発生せず、ローラーの電気抵抗も106
107 Ωであり、セルの大きさも300〜700μmと
安定しており現像ローラーとして十分な耐久性を有して
いることが分かった。
【0024】前記したように、実施例のローラーのスポ
ンジセルが比較例と比べて安定しているのは、シリコー
ンスポンジゴムにシリコーンパウダーを分散せしめてあ
るので、スポンジゴムが発泡時に発泡剤から発生するガ
スから受ける応力を緩和することができ、結果的にスポ
ンジセルの大きさが小さくなるためと考えられる。そし
て、上記したようにセル径が小さくなることより、長手
方向に貫通孔が形成されるようなローラーにおいては、
貫通孔の寸法安定性が良好となる。
【0025】以上、述べたように、本実施例によるとき
は、耐久性に極めて優れた現像ローラーを得ることがで
きるものである。なお、本実施例では、現像ローラーに
ついて説明したが、半導電性が必要とされる転写ローラ
ー、帯電ローラー、加圧ローラーについても適用できる
ことは勿論である。
【0026】
【発明の効果】本発明に係る半導電性ローラーは、芯金
の外周に導電性シリコーンスポンジゴムを被覆し、更に
その外周に厚さ0.6mm以下の樹脂層を被覆し、前記の
導電性シリコーンスポンジゴムにシリコーンパウダーを
分散せしめたもので、スポンジゴム層に均一なセルが得
られ、この結果、半導電性に極めて優れたローラーを得
ることができたものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例の半導体性ローラーの構成を示す拡大
断面図
【符号の説明】
1 半導電性ローラー 2 芯金 3 シリコーンスポンジゴム層 4 樹脂層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16C 13/00 A 8613−3J G03D 5/06 G03G 15/02 101 15/08 501 D 15/16 103 15/20 // B29K 83:00 507:00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯金の外周に被覆した導電性シリコーン
    スポンジゴムの外周に、厚さ0.6mm以下の樹脂層を被
    覆した半導電性ローラーにおいて、前記導電性シリコー
    ンスポンジゴムにシリコーンパウダーを5〜30重量%
    添加したことを特徴とする半導電性ローラー。
  2. 【請求項2】 前記の樹脂層がPFAであることを特徴
    とする請求項1記載の半導電性ローラー。
JP5980894A 1994-03-07 1994-03-07 半導電性ローラー Pending JPH07241934A (ja)

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