JP2003241505A - 導電性現像ローラー - Google Patents

導電性現像ローラー

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JP2003241505A
JP2003241505A JP2002043272A JP2002043272A JP2003241505A JP 2003241505 A JP2003241505 A JP 2003241505A JP 2002043272 A JP2002043272 A JP 2002043272A JP 2002043272 A JP2002043272 A JP 2002043272A JP 2003241505 A JP2003241505 A JP 2003241505A
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JP
Japan
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conductive
developing roller
elastic layer
conductive elastic
cross
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JP2002043272A
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English (en)
Inventor
Atsushi Onishi
淳 大西
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Bando Chemical Industries Ltd
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Bando Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 プリンター、ファクシミリ、コピー等の電子
写真装置に用いられる導電性現像ローラーに関し、従来
の導電性現像ローラーと同等の電気的特性を安定した状
態で維持させつつ、架橋反応に要する時間を従来に比べ
て著しく短縮することを課題とする。 【解決手段】 軸体2の外周に、導電弾性層3が設けら
れた導電性現像ローラーにおいて、前記導電弾性層3を
構成する導電弾性材料に、亜鉛系酸化物が添加されてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する利用分野】本発明は、プリンター、ファ
クシミリ、コピー等の電子写真装置に用いられる導電性
現像ローラーに関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、プリンター、ファクシミリ、コ
ピー等に応用されている電子写真プロセス技術において
は、多数のエラストマータイプの導電性現像ローラーが
用いられている。
【0003】このような導電性現像ローラーは、軸体の
外周に、エラストマーからなる導電弾性層が設けられた
構成からなるものであるが、この種の導電性現像ローラ
ーには、電気的特性を安定な状態に制御することが必要
とされ、特に半導電性領域の電気的特性を制御すること
は、設計,生産面において非常に重要なことである。
【0004】このような電気的特性を制御する手法とし
て、一般にイオン導電タイプと電子伝導タイプがある。
【0005】特に後者の電子伝導タイプは、カーボンブ
ラック等の導電性粒子を添加し、その導電性粒子のスト
ラクチャーを形成することにより、エラストマーに導電
性が付与されることとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
エラストマーを成形するに際しては、重合反応を促進さ
せるために、ジアミン類、環状アミン類等のアミン系触
媒や、ジブチルチンジラウレート(DBTDL)のよう
な有機金属系触媒を数百ppm添加するような手段が採用
されている。
【0007】しかし、このようなアミン系触媒や有機金
属系触媒のような重合促進剤は、導電性付与のために添
加されているカーボンブラックがストラクチャーを形成
する前に機能を生じさせ、従って、カーボンブラックが
ストラクチャーを形成する前に架橋反応が終結すること
となっていた。
【0008】よって、カーボンブラックの導電性付与剤
としての機能が十分に発揮されず、エラストマーに導電
性を付与することが十分にできず、その結果、導電性現
像ローラーの電気的特性を安定な状態に制御することが
できないという問題点が生じていた。
【0009】そして、このようなカーボンブラックの添
加によりエラストマーに導電性を付与する手法において
は、電気的特性を安定な状態に制御するために、1時間
以上という長時間の架橋反応を行うことによって対処さ
れていた。しかし、架橋反応の時間が長くなることは、
導電性現像ローラーの生産性の観点等からは、本来好ま
しいことではない。
【0010】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、従来の導電性現像ローラーと同等
の電気的特性を安定した状態で維持させつつ、架橋反応
に要する時間を従来に比べて著しく短縮することを課題
とするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するためになされたもので、その課題を解決す
るための手段は、軸体2の外周に、導電弾性層3が設け
られた導電性現像ローラーにおいて、前記導電弾性層3
を構成する導電弾性材料に、亜鉛系酸化物が添加されて
いることである。
【0012】亜鉛系酸化物としては、たとえば酸化亜鉛
が用いられる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。
【0014】一実施形態の現像ローラー9は、ローラー
本体1の中心部に、軸体2が設けられた構成からなる。
ローラー本体1は、軸体2の外周に設けられた導電弾性
層3と、その導電弾性層3の外周に設けられた表面層4
からなる。
【0015】軸体としては、本実施形態ではSUSやS
UM等の金属を、ニッケル無電解メッキしたものが用い
られる。また、導電弾性層3を構成する材料としては、
導電性熱硬化性ウレタンエラストマーが用いられる。
【0016】本実施形態の導電性熱硬化性ウレタンエラ
ストマーは、ポリエステルポリオールにカーボンブラッ
クを練り込み、これにトルエンジイソシアネート(TD
I)と、加水分解防止剤としてのカルボジイミドを添加
し、さらに酸化亜鉛(ZnO)を添加したものが用いら
れる。
【0017】ポリエステルポリオールは、本実施形態で
は、ジエチレングリコールとアジピン酸とから得られ
る。カーボンブラックとしては、ケッチェンブラックE
C(商品名:ケッチェンブラックインターナショナル株
式会社製)を用い、ポリエステルポリオール100 部に対
して0.5 部練り込んだ。
【0018】また、トルエンジイソシアネート(TD
I)は、好ましくはポリエステルポリオール100 部に対
して6〜9部配合される。さらに、カルボジイミド(加
水分解防止剤)は、好ましくはポリエステルポリオール
100 部に対して0.3 〜1.5 部配合される。
【0019】さらに、表面層4は、本実施形態では、熱
可塑性ポリウレタン系の皮膜が用いられる。
【0020】次に、このような導電性現像ローラー9を
製造する場合について説明すると、先ず軸体2を構成す
る金属製シャフトを金型に入れ、その軸体2の外周に導
電弾性層3を形成すべく、上記ポリエステルポリオール
やトルエンジイソシアネート等のウレタン材料、及び導
電性付与剤としてのカーボンブラック等を入れて攪拌
し、金型に流し込む。
【0021】次に、金型全体に均一に熱をかけ、架橋反
応を生じさせる。そして、架橋反応が終了すれば、金型
を冷却した後、成形体を脱型する。このようにして得ら
れた成形体の外径の凹凸、偏心を除去し、その外周に均
一厚さの表面層4を形成しうるように、導電弾性層3の
外周を研磨する。
【0022】その後、研磨済みの導電弾性層3に表面層
4を設けることによって、上記のような現像ローラー9
が得られることとなる。
【0023】本実施形態においては、導電弾性層3を構
成する材料である導電性熱硬化性ウレタンエラストマー
に、酸化亜鉛が添加されているため、架橋反応が終了す
るまでの時間が著しく短縮されることとなった。酸化亜
鉛の添加によって架橋時間が短くなる理由は必ずしも定
かではないが、一応、酸化亜鉛がアルカリ性を示し、そ
れがウレタン反応を促進させると推定される。
【0024】上記のような構成からなる導電性現像ロー
ラー9は、図2に示すような現像装置11に組み込まれて
使用される。この現像装置11において、5は静電潜像保
持体である感光体ドラム、6は現像剤層を形成する手段
としての薄層化ブレード、7は現像剤供給ローラ、8は
現像剤をそれぞれ示す。
【0025】このような現像装置11において、導電性現
像ローラ9が感光体ドラム5に対向して圧接され、この
導電性現像ローラ9の感光体ドラムとの圧接位置の反対
側には、回転軸10を中心に回転する現像剤供給ローラ7
が圧接され、また前記導電性現像ローラ9と感光体ドラ
ム5との圧接位置の回転上流側には、導電性現像ローラ
9の外周面に現像剤の薄層を形成する部材である薄層化
ブレード6が配置され、さらに枠体に軸受を介して両端
を支持された回転軸2の一端には、導電性現像ローラ9
を感光体ドラム5より速い周速度で回転させる駆動部材
(図示せず)が取り付けられている。
【0026】尚、上記実施形態では、導電弾性層3を構
成するウレタンエラストマーに酸化亜鉛(ZnO)を添
加したが、酸化亜鉛(ZnO)以外の亜鉛系酸化物を添
加することも可能である。
【0027】また、上記実施形態では、導電弾性層3を
構成するウレタンエラストマーの材料の1つであるポリ
エステルポリオールの原料として、ジエチレングリコー
ルとアジピン酸とから得られるものを使用したが、ポリ
エステルポリオールの原料は該実施形態に限定されるも
のではない。また、他の種類のポリオール、或いはジオ
ールを用いることも可能である。
【0028】さらに、該実施形態では、イソシアネート
として、トルエンジイソシアネート(TDI)を用いた
が、TDI以外のイソシアネート、たとえばジフェニル
メタンジイソシアネート(MDI)等を用いることも可
能である。
【0029】さらに、上記実施形態では、カーボンブラ
ックとしてケッチェンブラックEC(商品名:ケッチェ
ンブラックインターナショナル株式会社製)を用いた
が、これ以外のカーボンブラックを使用することもむろ
ん可能である。尚、本発明は、導電性付与剤としてカー
ボンブラックを用いることを主眼とするものであるが、
これ以外に、たとえば金属粒子を導電性付与剤として用
いることも可能である。
【0030】さらに、加水分解防止剤の種類も、上記実
施形態のカルボジイミドに限定されるものではない。
【0031】尚、本発明は、上記のようなウレタンエラ
ストマーを架橋反応で得る際に、酸化亜鉛の添加によっ
て架橋時間が短縮できることを見い出してなされたもの
であるので、導電弾性層3を構成する材料として、導電
性熱硬化性ウレタンエラストマーを用いることを主眼と
するものであるが、本発明に用いる導電弾性層3を構成
する材料は、ウレタンエラストマーに限定されるもので
はなく、他の材料、たとえばNBR(アクリロニトリル
ブタジエンゴム)、CR(クロロプレンゴム)、シリコ
ンゴム等を用いることも可能である。
【0032】さらに、上記実施形態では、軸体2とし
て、SUSやSUM等の金属を、ニッケル無電解メッキ
したものを用いたが、軸体2の材質もこれに限定される
ものではなく、剛性が大きく細くて曲がりにくいもので
あれば、その材質は限定されるものではない。
【0033】尚、このような軸体2は、両端部を軸支し
たりギヤ等の駆動部材を嵌め込むため、JISハメアイ
寸法に応じて高精度に加工して用いられるのが望まし
い。また、軸体2は脱脂洗浄し、必要に応じて接着剤を
塗布してもよい。
【0034】さらに、上記実施形態では、導電弾性層3
の外側に表面層4が設けられていたが、このような表面
層4を形成することは本発明に必須の条件ではない。
【0035】
【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。
【0036】(実施例1)本実施例の導電性熱硬化性ウ
レタンエラストマーの組成、配合量は次のとおりであ
る。 成分 配合量(重量部) ポリエステルポリオール 100部 カーボンブラック 0.5部 カルボジイミド 1部 TDI 7.8部
【0037】この導電性熱硬化タイプウレタンエラスト
マーに、500ppmのZnOを添加した。架橋条件として、
150 ±5℃の温度で、金型内で15分間架橋を行い、脱型
した後、150 ±5℃の温度で、2時間架橋を行った。
【0038】得られたローラーの電気抵抗を測定したと
ころ、0.7〜1.1 ×104Ω・cmであった。
【0039】(実施例2)本実施例の導電性熱硬化性ウ
レタンエラストマーの組成、配合量は上記実施例1と同
じである。
【0040】その導電性熱硬化タイプウレタンエラスト
マーに、100ppmのZnOを添加した。架橋条件は、実施
例1と同様に行った。
【0041】得られたローラーの電気抵抗を測定したと
ころ、0.8 〜1.1 ×104Ω・cmであった。電気抵抗の測
定試験は、実施例1と同様にして行った。
【0042】(比較例1)上記実施例1及び2と組成、
配合量が同じ導電性熱硬化タイプウレタンエラストマー
を用い、ZnOを添加せずに架橋を行ったものを比較例
1とした。架橋条件として、150±5℃の温度で、金型
内で1時間架橋を行い、脱型した後、150±5℃の温度
で、2時間架橋を行った。
【0043】得られたローラーの電気抵抗を、上記実施
例と同様の試験で測定したところ、0.9 〜1.1 ×104Ω
・cmであった。
【0044】(比較例2)上記実施例1及び2と組成、
配合量が同じ導電性熱硬化タイプウレタンエラストマー
を用い、ジブチルチンジラウレート(DBTDL)を50
0ppm添加したものを比較例2とした。架橋条件は、上記
比較例1と同様に行った。
【0045】得られたローラーの電気抵抗を測定したと
ころ、上記実施例と同様の試験で測定したところ、103
〜106Ω・cm程度であった。
【0046】上記実施例や比較例の結果からも明らかな
ように、実施例1,2においては、比較例1,2と同程
度の電気的特性を得るために、比較例1,2に比べて金
型内での架橋反応時間を1/4 以下にすることができた。
尚、脱型後の架橋時間は実施例と比較例とで同じである
が、脱型後においてはすでに品質に影響のない状態にま
で架橋反応が進行し終わっており、その後は温度のみで
架橋反応を続行させているだけである。従って、脱型後
の架橋時間が同じであっても、金型内での架橋反応時間
が短縮されていることで、上記実施例の効果が明らかに
認められるのである。ただし、このことは、酸化亜鉛等
の亜鉛系酸化物の添加を、金型内での架橋反応時になす
ことを本発明において必須条件とするのを意味するもの
ではない。
【0047】
【発明の効果】以上のように、本発明は、軸体の外周
に、導電弾性層が設けられた導電性現像ローラーにおい
て、前記導電弾性層を構成する導電弾性材料に、亜鉛系
酸化物が添加されているものであるため、架橋反応時間
を従来に比べて著しく短縮することができた。
【0048】ちなみに、従来では、1時間以上の長時間
を要していた架橋反応時間を、本発明によって15分〜20
分と、約1/4〜1/3程度に短縮することができた。
【0049】この結果、導電性現像ローラーの生産性を
従来に比べて著しく向上させることができた。
【0050】しかも、このように架橋反応時間を短縮で
きるにもかかわらず、電気的特性は従来と同程度に制御
することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】一実施形態の導電性現像ローラの斜視図。
【図2】一実施形態の導電性現像ローラを組み込んだ現
像装置の要部断面図。
【符号の説明】
2…軸体 3…導電弾性層
フロントページの続き Fターム(参考) 2H077 AD06 FA12 FA21 FA25 3J103 AA02 AA14 BA41 EA02 FA14 GA02 GA52 GA57 GA58 GA60 HA04 HA48 HA60 4J034 BA03 DA01 DB04 DC50 DF01 DF14 DF16 HA01 HA07 HC12 JA01 KA01 KC08 KD05 MA02 QB07 RA11 RA16

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸体(2) の外周に、導電弾性層(3) が設
    けられた導電性現像ローラーにおいて、前記導電弾性層
    (3) を構成する導電弾性材料に、亜鉛系酸化物が添加さ
    れていることを特徴とする導電性現像ローラー。
  2. 【請求項2】 亜鉛系酸化物が、酸化亜鉛である請求項
    1記載の導電性現像ローラー。
JP2002043272A 2002-02-20 2002-02-20 導電性現像ローラー Withdrawn JP2003241505A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016002208A1 (ja) * 2014-06-30 2016-01-07 キヤノン株式会社 現像担持体及び画像形成装置

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