JP3165415B2 - 導電性ロールの製造方法 - Google Patents

導電性ロールの製造方法

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JP3165415B2
JP3165415B2 JP19770499A JP19770499A JP3165415B2 JP 3165415 B2 JP3165415 B2 JP 3165415B2 JP 19770499 A JP19770499 A JP 19770499A JP 19770499 A JP19770499 A JP 19770499A JP 3165415 B2 JP3165415 B2 JP 3165415B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真に用い
る導電性ロールの製造方法に関し、詳しくは導電性のシ
ャフトの外周に導電性を有しかつ柔軟性を備えた中間層
を設け、この中間層の外周に半導電性の被覆膜を施して
ロール本体を構成し、シャフトの両端を加圧してロール
本体が感光ドラムに対して接触しながら所定極性の電位
を印加する導電性ロールの製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】複写機及びレーザービームプリンタ等に
広く使用されている電子写真記録装置は、一般に感光ド
ラムを備えており、その感光ドラムに対して帯電・露光
を行なって静電潜像を形成し、その後感光体上の潜像に
応じてトナーを吸着させて現像し、次にその感光体上の
トナーを用紙に転移させて転写し、その後その感光体上
を所定の電位に除電すると共に感光体上に残留するトナ
ーを清掃して、さらに次の記録に備えるという仕組みに
なっている。
【0003】ところで、この電子写真記録装置の感光ド
ラムに対し、その帯電領域に所定電位を付与する帯電手
段として、細径のワイヤに数百〜数千ボルトの高圧を印
加してコロナ放電をおこすように構成したコロナ帯電方
式のものが一般的に広く使用されている。
【0004】しかしながら、このようなコロナ帯電方式
を用いたものにあっては、コロナ放電に伴い発生するオ
ゾン等の活性分子が感光体及びその他の部品を劣化させ
たり、人体にも悪影響を及ぼしたりする恐れがあり、問
題になっている。
【0005】そこで、図10に示すような導電性ロール
100を感光ドラム101に直接接触させて所定極性の
電位を印加するものが開発され、使用されるに至った。
このような導電性ロール100を使用する方式は、コロ
ナ帯電方式のものほど高電圧を必要とせず、オゾン等も
ほとんど発生しない等の優れた特徴を有しているもので
ある。
【0006】この導電性ロール100は、金属シャフト
102の回りにゴム、スポンジ等を成型した円柱状のロ
ールで、表面に半導電の皮膜を一層もしくは多数層持つ
という構造となっており、前記導電性ロール100は感
光ドラム101に対し、バネ103(200〜800g
の付勢力)で支持された軸受け104を介して押し付け
られることにより感光ドラム101との接触を保ってい
る。このとき感光ドラム101に良好に帯電させるため
には、導電性ロール100の感光ドラム101に対する
接触幅(以下これを、ニップ幅と呼ぶ)が、ロールの長
さ方向に対して均一であることが好ましい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
導電性ロール100はロールの両端のみで感光ドラム1
01に押し付けられているため、導電性ロール100に
は両端部を支点として中央部を浮き上がらせようとする
力が働くことになり、従来の導電性ロール100は両端
部のニップ幅が中央部に比べ広くなるという傾向があっ
た(図11参照)。
【0008】ここで導電性ロール100の耐久性を上げ
ようとすると、ロールの耐摩耗性を改善する必要がある
が、そのためには硬度を高くしなければならない。する
と両端部のニップ幅が中央部に比べ広くなるという傾向
がさらに顕著になり、従来の導電性ロール100はロー
ル外径が一定であるので、ついには中央部において前記
導電性ロール100と感光ドラム101とが非接触の状
態になり(図12参照)、感光ドラム101に所定の電
位を印加できず転写性能の悪化を招く恐れがあった。
【0009】この発明は従来の導電性ロールのこのよう
な欠点を改良し、耐摩耗性を有しながら、ロール中央部
で発生する浮きを無くして均一な帯電を行なうという、
従来、相反する関係にあった耐久性と帯電性能とを両立
させることのできる導電性ロールを製造する方法を提供
することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、この発明は、導電性のシャフトの外周に導電性を有
しかつ柔軟性を備えた中間層を設け、この中間層の外周
に半導電性の被覆膜を施してロール本体を構成し、シャ
フトの両端を加圧してロール本体が感光ドラムに対して
接触しながら所定極性の電位を印加する導電性ロールの
製造方法において、シャフトをセットした金型内に固形
ゴムと液状ゴム及び表面に導電化の処理をした金属酸化
物またはゴム用カーボンの混合物を注入してアスカーC
硬度60°〜70°の中間層を加硫成形し、次いで中間
層の外周にエピクロルヒドリン、アクリルゴム、接着性
のあるシリコンゴム、クロルスルホン化ポリエチレン、
フルオロオレフィンビニルエーテル共重合体、1液性あ
るいは2液性のポリウレタンから選択された被覆膜を
して形成しロール本体の中央部の外径を端部の外径よ
りも大きくなるように形成し、ロール本体の中央部の外
径と端部の外径との差(外径差)を中央部が浮き上る程
度と中間層の柔軟性の程度から設計してロール本体の感
光ドラムへのニップ幅を長さ方向に大略均一にし、ロー
ル本体の中央部の外径と端部の外径との外径差をΔD、
ロール本体の長さをLとしたとき、ΔD/Lの値が、1
×10 -4 <ΔD/L<5×10 -3 の範囲内にあるように
構成したものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の好適な実施例
を図面を参照にして説明する。
【0012】図1および図2に示すこの発明の製造方法
により製造された導電性ロールは、導電性のシャフト1
の外周に導電性を有しかつ柔軟性を備えた中間層2を設
け、この中間層2の外周に半導電性の被覆膜3を施して
ロール本体4を構成してある。ロール本体4の中央部の
外径D1 を端部の外径D2 よりも大きく形成してある。
シャフト1は、この導電性ロールの芯部においてその軸
芯方向に沿って設けられており、良導体により円柱状に
形成されている。中間層には、ドラム状の感光体、即ち
感光ドラム(図10符号101で示す)に対する密着性
の向上を図るため、固形ゴムに軟化剤として液状ゴムを
10〜50PHR配合したものを使用して形成されてい
る。例えば、固形ブタジエンゴムと液状のポリイソプレ
ンゴムとを含む材料により形成される。ここで使用する
液状ゴムは主鎖に二重結合を有し平均分子量は一万以上
のものが望ましく、この程度の分子量であると大部分の
ものは加硫時に固形ゴムと反応して結合し、塗料中に溶
け出すことがない。さらに、中間層には、固形ゴムに軟
化剤として液状ゴムを配合すると共に、導電性を持たせ
るために、表面に導電化の処理をした各種金属酸化物、
例えば酸化亜鉛、酸化チタン、酸化錫等やカーボンブラ
ックを配合したものを混入する。あるいは、通常のゴム
用カーボンを配合しても良い。被覆膜3は、エピクロル
ヒドリン、アクリルゴム、接着性のあるシリコンゴム、
クロルスルホン化ポリエチレン、フルオロオレフィンビ
ニルエーテル共重合体、1液性あるいは2液性のポリウ
レタンが使用できる。また、この被覆膜3は、それ自身
で必要な抵抗値になるものもあるが、必要な抵抗値にな
らない場合には導電性粉末を分散して配合しておくこと
もできる。
【0013】ロール本体4は中央部を外径D1 =φ14
とし、端部を外径D2 =φ13.76とし、D1 をD2
よりも大きく形成したが、これら外径の差、即ち外径差
(D 1 −D2)=0.24(mm)は、中央部が浮き上る程度
と中間層2の柔軟性の程度から設計してロール本体4の
感光ドラムへのニップ幅を長さ方向に大略均一になるよ
うにしている。このとき中間層2を十分な耐久性を有す
るような硬さ(アスカーC硬度70°)にすると共に、
長さ245mmのシャフト1の両端に800gの力を加え
φ7の金属シャフト1を使用すれば、外径差がΔD=
0.24(mm)、ロール本体4の長さがL=240(mm)で
あるので、ΔD/Lの値は、1×10-3であって、耐久
性とニップ幅との均一をもたらす。この関係を、特に大
きな要因となるΔD/Lで代表し、その範囲を規定し
た。
【0014】中間層2の硬度が低い場合にはこの数式の
値から外れる場合もあり、かつシャフト1の両端に加え
る力によりシャフトがどの程度しなるかによってもこの
数式から外れるものもある。このような数式の値から外
れる場合には、上述したように、ロール本体4の中央部
の外径D1 と端部の外径D2 との差ΔDを中央部が浮き
上る程度と中間層2の柔軟性の程度(アスカーC硬度6
0°〜70°)から設計すれば良い。その結果ロール本
体4の感光ドラムへのニップ幅を長さ方向に大略均一に
できる。
【0015】図3ないし図5に示すものは、ロール本体
4の他の形状を示すものであり、これらの図面は現実に
製造される導電性ロールよりも中間部の外径を端部の外
径に比べて極めて大きく誇張して描いてある。
【0016】このような導電性ロールを製造するには、
金型にシャフト1をセットし、この金型内にセットされ
たシャフト1の周囲に中央部の外径が端部の外径よりも
大きくなるような中間層2を成形すれば良い。例えば、
半割の金型にゴム等を注入することで、中間部の外径が
端部の外径よりも大きい中間層2を成形できる。半割の
金型同士はねじ込みまたはカプラー等により接続すれ
ば、簡単に取外しができる。あるいは、図6及び図7に
示すように、シャフト1に直径が同一である中間層2を
設けこの中間層2を砥石5で中央部の外径が端部の外径
よりも大きくなるように削り、その後に被覆膜3を均一
の厚みに施すこともできる。
【0017】被覆膜3は、静電塗装、ディッピング、ロ
ールコータ等の湿式塗布法もしくは押し出し方式、マス
キングチューブ方式等の乾式被覆法で形成できるが、デ
ィッピングして被覆膜3を形成する場合、シャフト1に
どの箇所も同じ直径を有する中間層2を形成したもの
を、図8(a)ないし(c)に示すような方法で被覆膜
3を形成する溶液6にディッピングすれば良い。即ち、
図8(a)において中間層2の3分の2を溶液6にディ
ッピングし、次いで図8(b)に示すように中間層2の
ディッピングされなかった部分を下にして、即ち、逆さ
にして中間層2の3分の2を溶液6にディッピングす
る。図8(b)の如くディッピングされたものを引き上
げると中間部2に被覆された被覆膜3が両端に被覆され
た被覆膜3よりも厚くなる。次いで、図8(c)に示す
ように全体を溶液6にディッピングすることにより、端
部と中央部との段差をなくすことができる。また、図9
に示すように、中間層2を溶液6に全部ディッピング
し、中間層2のaで示す部分を引き上げる時はゆっくり
と引き上げ、中間層2のbで示す部分を引き上げる時に
は早く引き上げ、cで示す部分を引き上げる時にはゆっ
くり引き上げることで、b部分がaおよびc部分よりも
厚く被覆できる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、導電性のシャフトの外周に導電性を有しかつ柔軟性
を備えた中間層を設け、この中間層の外周に半導電性の
被覆膜を施してロール本体を構成し、シャフトの両端を
加圧してロール本体が感光ドラムに対して接触しながら
所定極性の電位を印加する導電性ロールの製造方法にお
いて、シャフトをセットした金型内に固形ゴムと液状ゴ
ム及び表面に導電化の処理をした金属酸化物またはゴム
用カーボンの混合物を注入してアスカーC硬度60°〜
70°の中間層を加硫成形し、次いで中間層の外周にエ
ピクロルヒドリン、アクリルゴム、接着性のあるシリコ
ンゴム、クロルスルホン化ポリエチレン、フルオロオレ
フィンビニルエーテル共重合体、1液性あるいは2液性
のポリウレタンから選択された被覆膜を施して形成し
ロール本体の中央部の外径を端部の外径よりも大きくな
るように形成し、ロール本体の中央部の外径と端部の外
径との差(外径差)を中央部が浮き上る程度と中間層の
柔軟性の程度から設計してロール本体の感光ドラムへの
ニップ幅を長さ方向に大略均一にし、ロール本体の中央
部の外径と端部の外径との外径差をΔD、ロール本体の
長さをLとしたとき、ΔD/Lの値が、1×10 -4 <Δ
D/L<5×10 -3 の範囲内にあるように構成したの
で、従来のようにシャフト両端に加圧することでロール
本体の中央部が浮き上り、ニップ幅が長さ方向に均一に
ならないというような不都合が生じない導電性ロールを
製造できる。また、中間層の硬度を高くし、耐久性を付
与することができると共に、ニップ幅も長さ方向に均一
な導電性ロールを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の製造方法により製造された導電性ロ
ールの正面図。
【図2】図1の縦断面図。
【図3】ロール本体の変形例を示す正面図。
【図4】ロール本体の変形例を示す正面図。
【図5】ロール本体の変形例を示す正面図。
【図6】砥石を用いてロール本体を成形する例を示す正
面概略図。
【図7】砥石を用いてロール本体を成形する例を示す正
面概略図。
【図8】(a)ないし(c)は被覆膜をディッピング法
により形成する場合にロール本体の中央部の外径を端部
の外径よりも大きく形成する手段を示す説明図。
【図9】ディッピング法によりロール本体の中央部の外
径を端部の外径よりも大きく形成する手段の一例を示す
説明図。
【図10】従来例を示す正面概略図。
【図11】従来の導電ロールにおけるニップ幅を示す
図。
【図12】従来の導電ロールにおけるニップ幅を示す
図。
【符号の説明】
1 シャフト 2 中間層 3 被覆膜 4 ロール本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16C 13/00 G03G 15/02 101

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導電性のシャフトの外周に導電性を有し
    かつ柔軟性を備えた中間層を設け、この中間層の外周に
    半導電性の被覆膜を施してロール本体を構成し、シャフ
    トの両端を加圧してロール本体が感光ドラムに対して接
    触しながら所定極性の電位を印加する導電性ロールの製
    造方法において、 シャフトをセットした金型内に固形ゴムと液状ゴム及び
    表面に導電化の処理をした金属酸化物またはゴム用カー
    ボンの混合物を注入してアスカーC硬度60°〜70°
    の中間層を加硫成形し、 次いで中間層の外周にエピクロルヒドリン、アクリルゴ
    ム、接着性のあるシリコンゴム、クロルスルホン化ポリ
    エチレン、フルオロオレフィンビニルエーテル共重合
    体、1液性あるいは2液性のポリウレタンから選択され
    た被覆膜を施して形成しロール本体の中央部の外径を
    端部の外径よりも大きくなるように形成し ロール本体の中央部の外径と端部の外径との差(外径
    差)を中央部が浮き上る程度と中間層の柔軟性の程度か
    ら設計してロール本体の感光ドラムへのニップ幅を長さ
    方向に大略均一にし、 ロール本体の中央部の外径と端部の外径との外径差をΔ
    D、ロール本体の長さをLとしたとき、ΔD/Lの値
    が、 1×10 -4 <ΔD/L<5×10 -3 の範囲内にあるように構成し たことを特徴とする導電性
    ロールの製造方法。
  2. 【請求項2】 シャフトの外周に軸方向に均一の直径の
    中間層を形成し、この中間層の3分の2を被覆膜形成用
    の溶液にディッピングし、次いで中間層を逆さにして3
    分の2を溶液にディッピングし、最後に中間層の全体を
    溶液にディッピングしてロール本体の中央部の外径を端
    部の外形よりも大きくしたことを特徴とする請求項1に
    記載の導電性ロールの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記被覆膜を均一な厚みに形成し、中間
    層を中央部の外径が端部の外径よりも大きくなるように
    形成したことを特徴とする請求項1に記載の導電性ロー
    ルの製造方法。
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