JPH0990739A - 導電性ローラ - Google Patents

導電性ローラ

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Publication number
JPH0990739A
JPH0990739A JP25096995A JP25096995A JPH0990739A JP H0990739 A JPH0990739 A JP H0990739A JP 25096995 A JP25096995 A JP 25096995A JP 25096995 A JP25096995 A JP 25096995A JP H0990739 A JPH0990739 A JP H0990739A
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JP
Japan
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roller
polysilazane
conductive
elastic layer
low hardness
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Pending
Application number
JP25096995A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Hata
克彦 畑
Makoto Hasegawa
誠 長谷川
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導電性ローラの導電弾性層の摩擦係数を低下
させる。 【解決手段】 回転軸と、その外周に同心状に低硬度導
電弾性層を設けた導電性ローラにおいて、前記導電弾性
層の少なくとも外周部にポリシラザンから成る表面被覆
膜が形成されていることを特徴とする導電性ローラ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ローラに関
する。特に、電子写真装置等に用いることができる表面
摩擦係数が低い導電性ローラに関する。
【0002】
【従来の技術】複写機やファクシミリ、プリンタ等の電
子写真装置には、感光体を帯電させたり、静電潜像を顕
像化するため、その目的にあった導電性(電気抵抗)を
有する弾性ローラが一般に用いられている。たとえば、
一成分現像方式の電子写真装置では、互いに圧接されて
いる現像ローラから感光体(ドラム)へ現像剤(トナ
ー)が移動し、静電潜像を顕像化し、現像がなされる。
このような現像ローラは感光体と所定の接触幅をもって
圧接したり、ブレード等によって薄層化された現像剤を
担持するため、変形しやすく、変形回復性にすぐれる必
要がある。さらにこのような現像ローラには画像むらを
発生させないために適度で均一な導電性が要求される。
したがって、このため典型的には、回転軸(金属芯)の
外周に低硬度で導電性付与剤を含有する弾性体(エラス
トマー)または発泡体(フォーム)が所定の厚みに被覆
形成されたローラが用いられる。
【0003】従来、上記の低硬度で導電性付与剤を含有
する弾性体としては、カーボンブラック、金属フィラ
ー、酸化錫等の導電性付与剤をシリコンゴム、アクリロ
ニトリルブタジエンゴム(NBR)、エチレンプロピレ
ン共重合体ゴム等に分散させ、可塑剤や柔軟化剤および
加硫剤、加硫促進剤、充填剤、老化防止剤等のゴム配合
剤を添加、混合し、加硫したものが用いられてきた。
【0004】これら従来の低硬度で導電性付与剤を含有
する弾性体では、可塑剤等の配合剤が表面に滲出して、
感光体等を汚染したり表面粘着性が高くなりこの弾性体
を現像ローラの導電弾性層として用いる場合、ローラ表
面に現像剤が付着し、感光体に現像剤が円滑に移送され
ないという問題点があった。また表面粘着性が高いとき
の別の問題点としては、ローラ製造時、ローラ用成形素
材を研磨したとき、砥石が目詰まりしやすくなったり、
砥石表面のべたつきを引起こし、生産性が悪くなるとい
う問題があった。
【0005】また、導電性付与剤を含有させた低硬度ポ
リウレタンエラストマーを、導電弾性層に用いる試みも
なされているが、低硬度にするため用いる可塑剤が表面
に滲出したり、相手材と摺動や圧接回転することによる
外径寸法や電気抵抗の変化が大きく、性能が安定しない
という問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
の問題点を解決するため、外周表面の摩擦係数が低くて
表面粘着性が小さく、しかも相手材との摺動や圧接回転
による外径寸法、電気抵抗の変化の少ない低硬度の導電
弾性層を有する導電性ローラを提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は回転軸と、その
外周に同心状に低硬度導電弾性層を設けた導電性ローラ
において、前記導電弾性層の少なくとも外周部にポリシ
ラザンから成る表面被覆膜が形成されていることを特徴
とする導電性ローラである。本発明によれば、好ましく
は前記ポリシラザンから成る表面被覆膜が焼結ポリシラ
ザンから成ることを特徴とする。
【0008】本発明の導電性ローラの導電弾性層に使用
できるエラストマーは、前述のような公知の低硬度エラ
ストマーのいずれのものでもよいが、圧縮永久歪みが優
れている点からポリウレタンエラストマーが特に好まし
い。本明細書中用いる「低硬度」とは、JIS−A20
°〜50°の硬度を意味する。また本明細書中に用いる
「導電性」とは、電気抵抗が103〜1010Ω・cmの
レベルを意味する。
【0009】以下、本発明を図面を参照して説明する。
図1に、本発明の導電性ローラの一例を示し、図2にそ
の断面図を示す。図中、1は回転軸を、2は内層を、3
は表面被覆膜を表す。ここで、内層2と表面被覆膜3は
前記低硬度導電弾性層4を構成する。さらに、5は導電
性ローラを表す。
【0010】内層2の部材として適するポリウレタンエ
ラストマーは、イソシアネート、ポリオール、必要に応
じて鎖伸長剤、架橋剤等を反応させて得られる。イソシ
アネートとして、脂肪族または芳香族のいずれのものを
用いてもよい。たとえば、好ましいイソシアネートとし
ては、トルレンジイソシアネート(TDI)、4,4”
−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ポリ
メチレンポリフェニルイソシアネート(ポリメリックM
DI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水
添MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HD
I)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシ
リレンジイソシアネート、ナフタリンジイソシアネー
ト、フェニレンジイソシアネート、およびこれらの変成
体が挙げられる。本明細書中用いる「変成体」とは前記
のイソシアネートモノマが相互に反応して得られる2量
体、3量体、あるいはウレア変成体等を意味する。これ
らのイソシアネートは単独または2種以上の混合物とし
て使用することができる。
【0011】本発明において、使用するイソシアネート
は常温付近(10〜40℃)で液状であるものが好まし
く、特にHDIトリマー(3量体)、HDIビュレット
(ビュレット体)、IPDI、MDI、カルボジミド変
性体MDI、TDI等が好ましい。
【0012】本発明で使用できるポリオールは、官能基
数2以上のポリエステルポリオール、ポリエーテルポリ
オール等である。好ましくは、高分子量ポリプロピレン
ポリオールを主成分とするものが用いられる。すなわ
ち、高分子量ポリプロピレンポリオールを単独またはそ
れに低分子量ポリオールを0.5〜5重量%添加して用
いる。
【0013】高分子量ポリプロピレンポリオールとして
は、分子量2000〜8000、官能基数2〜3のもの
が好ましく用いられる。また低分子量ポリオールとして
は、分子量1000未満、官能基数2〜4のポリプロピ
レンポリオールやエチレングリコール、2−エチルヘキ
サノール等が用いられる。
【0014】イソシアネートと同様、前記の好ましいポ
リオールは常温で液状であり、これらのイソシアネート
およびポリオールを本発明に使用すると、計量、混合、
注型等の操作がやりやすく、安全であるばかりでなく光
熱費の節約にもなる。
【0015】内層2を形成するエラストマーに導電性を
付与する導電性付与剤としては、カーボンブラック、
銅、酸化錫等の金属および金属酸化物の粒子が挙げられ
る。これらのうちエラストマーへの分散安定性の観点よ
りカーボンブラックが最適である。これらの導電性付与
剤は、通常予めポリオール100重量部に対して0.3
〜3.0部添加混練りされ、均一な分散が図られる。
【0016】また、イソシアネートとポリオールの反応
速度を調整するために、通常錫系触媒(トリメチル錫ラ
ウレート、ジブチル錫ジラウレート等)やアミン系触媒
(ポリエチレンジアミン、ジアザビシクロアミン塩等)
がポリオールに対して0.1〜0.5重量部添加して用
いられる。
【0017】内層2層を形成するポリウレタンエラスト
マーは、イソシアネートと導電性付与剤を含有するポリ
オールとの反応混合物を、回転軸1を内部に設置したロ
ーラ成形用金型に注入し、加熱硬化させて成形される。
回転軸1としては、金属から成るパイプや棒の両端を軸
受け支持すべく加工したものが用いられる。防錆の点よ
り、ステンレス鋼製や表面処理を施した鋼製の回転軸が
好ましく用いられる。
【0018】これらの回転軸は、外周部を脱脂洗浄し、
接着剤を塗布、乾燥した後、ローラ成形用金型に位置決
めして設置され、80〜110℃に予熱される。この金
型に、前記の反応混合物を注入し加熱硬化させると回転
軸1の外周に導電性ポリウレタンエラストマーから成る
内層2が形成された成形体を得る。
【0019】内層2としてポリウレタン以外のたとえば
ゴム系のエラストマーを用いる場合も常法に従い接着処
理を施した回転軸1を成形用金型に位置決めして設置
し、充填したゴム組成物を加熱加硫成形し所望の導電弾
性層を得ることができる。
【0020】本発明は、このようにして得られた低硬度
導電弾性層の少なくとも外周部分がポリシラザンから成
る表面被覆膜3によって覆われていることを特徴とす
る。表面被覆膜3の材料となるポリシラザンとしては、
シラザン結合(−Si−N−)を主鎖とするポリマーで
あれば特に限定されず、公知のポリシラザンを本発明に
用いることができる。
【0021】ポリシラザンを内層2の外周表面に被覆す
るには常法を用いることができる。たとえば、内層2の
外周表面にポリシラザン含有液(有機溶媒を含む)を塗
布し、またはスプレー塗布し、その後溶媒を蒸発させ被
覆膜を形成することができる。また別の方法に従えば、
有機溶媒中にポリシラザンを溶解した溶液に内層2を備
える成型体を浸漬し、乾燥させ溶媒を蒸発させて表面被
覆膜3を内層2上に定着する。
【0022】ポリシラザン表面被覆膜3が焼結ポリシラ
ザンから成ることが本発明においては好ましいが、この
目的のためのポリシラザン焼結の方法としては、内層2
をポリシラザンで被覆した後、50〜150℃にて加熱
処理を行いポリシラザンを焼結する。
【0023】このようにして形成されたポリシラザンか
ら成る表面被覆膜3はローラ外周面の表面特性を改善
し、特に導電弾性層4の摩擦係数を低くする。本発明の
導電性ローラは電子写真装置用導電性ローラとして有用
であるが、その他の多岐の用途にわたる導電性ローラに
も使用することができる。
【0024】
【発明の実施の形態】実施例および比較例を用いて本発
明の実施の形態をさらに説明するが、これらは本発明の
範囲を限定するものではない。部は、特に示す以外重量
部である。またMWは分子量を、fは官能基数を示す。
【0025】実施例1 ポリプロピレンポリオール(MW=4000、住友バイ
エルウレタン社製)99部とポリプロピレンポリオール
(MW=400、住友バイエルウレタン社製)1部と、
導電性カーボンブラック(ライオンアクゾ社製)0.5
部とをよく撹拌混合後、ロールにて混練した。この混合
物にジブチル錫ジラウレートを0.5部添加し、混合撹
拌した。
【0026】混合物が均一になった後、35℃、3To
rr以下の圧力で5時間減圧脱水を行った。
【0027】このように調製したポリオール成分混合液
に、HDIトリマー(住友バイエルウレタン社製)をイ
ソシアネートインデックスが110になるように適量計
量し、添加した。添加時のポリオール成分とHDIトリ
マーの液温は35℃であった。HDIトリマー添加後、
混合物をアジテータで撹拌した。
【0028】外周に接着剤を塗布した金属製の芯金を8
0℃に加熱したローラ用金型にセットした。この金型に
前記撹拌混合物を注入して、約10分反応硬化させた。
【0029】その後、金型を室温まで冷却し、成型体ロ
ーラを取出し、溶剤でローラ表面を洗浄した。このロー
ラの外周部分をポリシラザン溶液(フリコートB15:
DEXTER社製)に浸漬し、室温で乾燥させ本発明の
導電性ローラを得た。
【0030】実施例2 ローラの外周部分をポリシラザン溶液に浸漬した後、1
10℃で1時間加熱処理を行った以外は、実施例1と同
様にして本発明の導電性ローラを得た。
【0031】実施例3 ポリプロピレンポリオール(MW=4000、住友バイ
エルウレタン社製)99部とポリプロピレンポリオール
(MW=400、住友バイエルウレタン社製)1部と、
導電性カーボンブラック(ライオンアクゾ社製)0.5
部とをよく撹拌混合後、ロールにて混練した。この混合
物にジブチル錫ジラウレートを0.5部添加し、混合撹
拌した。
【0032】混合物が均一になった後、35℃、3To
rr以下の圧力で5時間減圧脱水を行った。
【0033】このように調製したポリオール成分混合液
に、液状MDI(住友バイエルウレタン社製)をイソシ
アネートインデックスが110になるように適量計量
し、添加した。添加時のポリオール成分とMDIの液温
は35℃であった。液状MDI添加後、混合物をアジテ
ータで撹拌した。
【0034】外周に接着剤を塗布した金属製の芯金を8
0℃に加熱したローラ用金型にセットした。この金型に
前記撹拌混合物を注入して、約20分反応硬化させた。
【0035】その後、金型を室温まで冷却し、成型体ロ
ーラを取出し、溶剤でローラ表面を洗浄した。このロー
ラの外周部分をポリシラザン溶液(フリコートB15:
DEXTER社製)に浸漬し、室温で乾燥させ本発明の
導電性ローラを得た。
【0036】実施例4 ローラの外周部分をポリシラザン溶液に浸漬した後、1
10℃で1時間加熱処理を行った以外は、実施例2と同
様にして本発明の導電性ローラを得た。
【0037】比較例1 実施例1に従い、ローラを製造したが、最終工程でのロ
ーラ外周部分のポリシラザン溶液による浸漬は行わなか
った。したがって、本例の導電性ローラは溶剤で洗浄さ
れたままの表面を有する。
【0038】比較例2 実施例3に従い、ローラを製造したが、最終工程でのロ
ーラ外周部分のポリシラザン溶液による浸漬は行わなか
った。したがって、本例の導電性ローラは溶剤で洗浄さ
れたままの表面を有する。
【0039】ローラの特性試験 前記実施例および比較例から得られたそれぞれの導電性
ローラについて以下の特性試験を行った。それらの結果
を表1に示す。
【0040】a)摩擦係数 荷重をかけたポリエステルフィルムを導電性ローラと接
触させ、摩擦係数を測定した。図3を参照。図中、5は
導電性ローラ、6はロードセル、7はポリエステルフィ
ルムおよび8は荷重を示す。
【0041】b)ローラ外周面と芯金間の電気抵抗 ローラ外周面と芯金間の電気抵抗を測定した後、45℃
×95%RH条件下で24時間放置し、室温まで冷却
し、そのときの電気抵抗を測定した。
【0042】さらに、ポリエステルフィルムとの間で摺
動させ、48時間後のローラ外周面との芯金間の電気抵
抗を測定した。
【0043】c)ローラ外径 ローラを前記b)と同様、45℃×95%RH条件下で
24時間放置し、室温まで冷却し、そのときのローラ外
径を測定し、試験前の外径と比較した変化量を測定し
た。
【0044】さらにローラをポリエステルフィルムとの
間に摺動させ、48時間後のローラ外径を測定し、試験
前の外径と比較した変化量を測定した。
【0045】
【表1】
【0046】表1の結果から明らかなように、本発明の
導電性ローラは比較例のローラよりも摩擦係数が低く、
過酷な使用条件によるローラ外径の増加も少なく、また
電気抵抗も安定している。
【0047】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、導電性ロ
ーラの外周にポリシラザンから成る表面被覆膜を設けて
あるので、ローラ表面の摩擦係数が低下する。
【0048】本発明の導電性ローラは耐摩耗性に優れ、
連続使用にも耐え、感光体や他のローラ、プレート等へ
の圧接性もよく、トナーの均一な薄層化や感光体への安
定した転送を可能にし、さらには、感光体への摺接によ
る帯電を可能にする。それによって、画像不良の解消に
役立つ。したがって、感光体上の静電潜像の現像の画像
ムラがなくなる。
【0049】また本発明によれば、ローラ表面の粘着性
が低下し、トナーの不要な付着がなくなるとともに、望
ましくない塵や屑等の表面への付着も防止することがで
きる。したがって、ローラ研磨時の砥石表面の詰まりも
減少し、砥石表面の比較的長時間きれいに保てるので、
必要なドレッシングの周期が長くなり、研磨作業性が向
上する。
【0050】加えて、本発明の導電性ローラは、感光体
や他のローラ等の相手材との摺動や圧接回転による外径
寸法の変化が少ない。
【0051】さらに本発明の導電性ローラは、前述のよ
うに電気抵抗が安定しており、長時間使用しても感光体
への帯電が安定的に行われる。
【0052】ポリシラザン表面被覆膜が焼結ポリシラザ
ンから成る本発明の導電性ローラは、前述の様々な特性
において特に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る導電性ローラの一例の全体斜視図
である。
【図2】図1の導電性ローラの断面図である。
【図3】導電性ローラとポリエステルフィルム間の摩擦
摺動試験を例示する模式的側面図である。
【符号の説明】
1 回転軸 2 内層 3 表面被覆膜 4 導電弾性層 5 導電性ローラ 6 ロードセル 7 ポリエステルフィルム 8 荷重

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸と、その外周に同心状に低硬度導
    電弾性層を設けた導電性ローラにおいて、前記低硬度導
    電弾性層の少なくとも外周部にポリシラザンから成る表
    面被覆膜が形成されていることを特徴とする導電性ロー
    ラ。
  2. 【請求項2】 前記ポリシラザン表面被覆膜が焼結ポリ
    シラザンから成る請求項1記載の導電性ローラ。
  3. 【請求項3】 前記低硬度導電弾性層がポリウレタンエ
    ラストマーから成る請求項1記載の導電性ローラ。
JP25096995A 1995-09-28 1995-09-28 導電性ローラ Pending JPH0990739A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8062880B2 (en) 2007-04-13 2011-11-22 Freeman Energy Corporation Biomass cultivation system and corresponding method of operation
DE102013006347A1 (de) 2013-04-12 2014-10-16 Clariant International Ltd. Lösemittelhaltige Pasten
EP3104229A1 (en) 2015-06-12 2016-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Electro-conductive member, process cartridge and electrophotographic apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8062880B2 (en) 2007-04-13 2011-11-22 Freeman Energy Corporation Biomass cultivation system and corresponding method of operation
DE102013006347A1 (de) 2013-04-12 2014-10-16 Clariant International Ltd. Lösemittelhaltige Pasten
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040601