JPH0777859A - 導電性ロール - Google Patents
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Abstract
の発生及び絶縁破壊の発生を防止して、安定した性能が
発揮され得るようにすると共に、導電性ロールの低硬度
化を有利に図る。 【構成】 軸体10の外周面上に、体積抵抗率が106
〜109 Ωcmのイオン導電系弾性体よりなる基層12を
設けると共に、該基層の外周面上に、体積抵抗率が10
3 Ωcm以下の電子導電系合成樹脂よりなる薄肉の電極層
14を設け、更に該電極層の外周面上に、抵抗調整層1
6を設け、該抵抗調整層の外周面上に、保護層18を設
けて、導電性ロールを構成した。
Description
写真方式の複写機やプリンターに用いられる帯電ロー
ル、転写ロール、クリーニングロールといった、低硬度
乃至は柔軟性と導電性が要求される導電性ロールに関す
るものである。
られる帯電ロール、転写ロール、クリーニングロール等
といった導電性ロールには、低硬度乃至は柔軟性と導電
性とが要求されている。そして、それらの要求を満足す
るために、従来より、所定の軸体(芯金)の外周面上に
低硬度の導電性弾性体からなる基層が所定厚さで設けら
れると共に、該基層の外周面上に、薄肉の電極層、誘電
層(抵抗調整層)、保護層が順次コーティングされた構
造の導電性ロールが用いられている(図1参照)。例え
ば、帯電ロールでは、直径:6mm程度の軸体(10)の
外周面上に、基層(12)が3mm程度の厚さで形成さ
れ、また該基層(12)の外周面上に、電極層(14)
が10μm程度の厚さで、誘電層(16)が160μm
程度の厚さで、保護層(18)が10μm程度の厚さ
で、それぞれ、形成されている。
来より、EPDM、SBR、NR等の弾性体材料に、カ
ーボンブラック、金属粉等の電子導電剤が配合されて、
体積抵抗率が103 Ωcm以下に調整されると共に、更に
プロセスオイル、液状ポリマー等の軟化剤が多量に配合
されて、硬度が30°程度(Hs:JIS A)にまで
低く調整された、電子導電系の弾性体材料が用いられて
おり、それによって、導電性ロールに低硬度乃至は柔軟
性と導電性とを付与せしめている。
脂材料にカーボンブラックが配合されて、体積抵抗率が
102 Ωcm程度に調整された材料にて形成され、抵抗の
均一化を図ると共に、前記基層からの軟化剤の移行を防
止するバリア効果を発揮するようになっている。更に、
前記誘電層は、エピクロルヒドリンゴム等を主体とす
る、体積抵抗率が107 Ωcm程度の材料にて形成され、
抵抗制御とリーク防止とを図るようになっている。更に
また、前記保護層は、ナイロン等の合成樹脂材料に酸化
アンチモン・酸化スズ固溶体の電子導電粒子が配合され
て、体積抵抗率が107 Ωcm程度に調整された材料にて
形成され、感光体に対する固着を防止するようになって
いる。
では、基層が、体積抵抗率が103Ωcm以下の電子導電
系の弾性体材料にて形成されているために、異常放電電
圧が極めて低くなる問題を内在しており、画像出しで高
電圧が掛かった場合に、異常放電が発生し易く、その結
果、画像に横スジが発生してしまう不具合を有してい
た。また、かかる導電性ロールでは、基層及び電極層の
体積抵抗率が何れも低いことから、耐電圧性(耐リーク
性)が薄肉のコーティング層としての誘電層の膜厚に依
存するようになっており、そのために、該誘電層の局部
的に薄い部分で絶縁破壊が起き易く、信頼性に問題があ
った。更に、基層を形成する電子導電系の弾性体材料
は、カーボンブラック、金属粉等の電子導電剤が弾性体
中に分散せしめられることから、硬度が上昇し易く、良
好なニップ性を得るためには、軟化剤を多量に配合しな
ければならない不具合を有していた。
されたものであって、その解決課題とするところは、導
電性ロールの異常放電電圧を高めて、異常放電の発生を
効果的に防止すると共に、絶縁破壊の発生を防止して、
安定した性能を発揮し得るようにすることにある。ま
た、本発明は、導電性ロールの低硬度化を有利に図るこ
とをも、その目的とする。
発明にあっては、軸体の外周面上に、イオン導電剤の配
合によって体積抵抗率が106 〜109 Ωcmとされたイ
オン導電系弾性体よりなる基層が設けられると共に、該
基層の外周面上に、電子導電剤の配合によって体積抵抗
率が103 Ωcm以下とされた電子導電系合成樹脂よりな
る薄肉の電極層が設けられ、更に該電極層の外周面上
に、抵抗調整層が設けられ、該抵抗調整層の外周面上
に、保護層が設けられていることを特徴とする導電性ロ
ールを、その要旨とするものである。
基層を、体積抵抗率が106 〜109Ωcmのイオン導電
系弾性体にて形成し、該基層を中抵抗化することによ
り、導電性ロールに電圧印加した時の電圧分布の分散化
を図ったのである。なお、電子導電系の弾性体材料を中
抵抗化する場合、電子導電剤の分散が難しくなる不具合
があるが、イオン導電系ゴムでは、そのような不具合が
なく、均質な基層を形成して、抵抗制御を有利に行なう
ことができる利点があるのである。
圧印加した時の電圧分布の分散化が図られることによ
り、異常放電電圧が効果的に高められて、異常放電の発
生が防止され得、また、絶縁破壊の発生が有利に防止さ
れ得、以て安定した性能が発揮されることとなったので
ある。更に、基層の外周面上に低抵抗の電極層が設けら
れることにより、基層自体の抵抗が高く、電流が流れ難
くても、該電極層を電流が流れることによって、ロール
の全周から感光体に対する接触部位に向かって電流が効
果的に集極せしめられ得るため、該接触部位では充分な
電流が得られ、感光体等に対して良好に電荷を付与する
ことができるのである。
性ロールの一例が示されている。そこにおいて、10は
軸体(芯金)であり、12はイオン導電系弾性体からな
る基層であり、14は電子導電系合成樹脂よりなる電極
層である。また、16は抵抗調整層、18は保護層であ
る。
オン導電系弾性体は、所定の弾性体材料にイオン導電剤
が配合され、その体積抵抗率が106 〜109 Ωcmに調
整されたものである。そして、弾性体材料の具体例とし
ては、ウレタンゴム、エピクロルヒドリン系ゴム、アク
リロニトリルブタジエンゴム、水素添加アクリロニトリ
ル−ブタジエンゴム等を挙げることができる。また、イ
オン導電剤の具体例としては、トリメチルオクタデシル
アンモニウムパークロレート、ベンジルトリメチルアン
モニウムクロリド等の第4級アンモニウム塩、または過
塩素酸リチウム、過塩素酸カリウム等の構造電荷特異性
陰イオンを挙げることができる。なお、かかるイオン導
電剤の配合量は、得ようとする体積抵抗率との関係で適
宜に決定されるところであるが、通常、弾性体材料の1
00重量部に対して、0.05〜5重量部程度の割合で
配合されることとなる。
ろ、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイドの共重合
ゴムに、イオン導電剤としてトリメチルオクタデシルア
ンモニウムパークロレートを配合したものが、優れた特
性を示し、本発明において、好適に使用され得ることが
認められた。
系合成樹脂は、所定の合成樹脂材料にカーボンブラック
や金属粉等の電子導電剤が配合されて、その体積抵抗率
が103 Ωcm以下に調整されたものであり、従来の導電
性ロールにおいて電極層の形成材料として用いられてい
たものと同様の形成材料を使用することができる。例え
ば、N−メトキシメチル化ナイロン等のナイロン系の材
料に、カーボンブラックを配合せしめたものが、好適に
使用され得る。
るには、先ず、前記イオン導電系弾性体を用いて、金型
成形等の公知の成形手法によって、軸体10の外周面上
に基層12を成形した後、前記電子導電系配合の合成樹
脂を用いて、ディッピング等の公知のコーティング手法
により、該基層12の外周面上に電極層14を形成する
こととなる。なお、かかる導電性ロールの各層の厚み
は、ロールの用途により適宜に決定されるところである
が、通常、基層は2〜10mm程度の厚さで、また電極層
は3〜20μm程度の厚さで形成されることとなる。そ
して、例えば、帯電ロールでは、基層は3mm程度の厚さ
で、また電極層は10μm程度の厚さで形成されること
となる。
る抵抗調整層16および保護層18も、ディッピング等
の公知のコーティング手法にて所定厚さに形成されるこ
ととなる。そして、抵抗調整層16は、前記基層12の
形成材料と同様の材料にて、通常、50〜300μm程
度の厚さで形成され、抵抗制御とリーク防止を図るよう
にされる。また、抵抗調整層16は単層で構成しても、
複数層で構成しても良い。一方、保護層18は、ナイロ
ン系の合成樹脂材料に酸化アンチモン・酸化スズ固溶体
粉末等が配合されて、体積抵抗率が106 Ωcm程度に調
整された材料にて形成されることとなり、通常、3〜3
0μm程度の厚さで形成され、感光体に対する固着を防
止することとなる。そして、例えば、帯電ロールでは、
抵抗調整層16は160μm程度、保護層18は10μ
m程度の厚さで形成される。
っては、基層12がイオン導電系弾性体にて形成され
て、中抵抗化されていることにより、有利に電圧分散化
が図られている。それ故に、異常放電電圧が有利に高め
られ、且つ耐リーク性が効果的に高められているのであ
る。また、基層12を形成するイオン導電系弾性体は、
カーボンブラック等の電子導電剤を含まないことから、
電子導電系の弾性体に比較して、低硬度乃至は柔軟性に
優れる利点を有しているため、導電性ロールの低硬度化
が有利に図られ得て、良好なニップが得られる利点もあ
る。
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。
サイド共重合ゴム:100重量部に対して、軟化剤とし
てプロセスオイル:20重量部を配合し、更にイオン導
電剤としてトリメチルオクタデシルアンモニウムパーク
ロレートを下記表1に示す割合で配合し、それぞれ異な
る体積抵抗率を有するイオン導電系の基層形成用材料
(No. 1〜3)を調製した。一方、SBR:100重量
部に対して、軟化剤としてプロセスオイル:70重量
部、サブ:20重量部を配合し、更に電子導電剤として
カーボンブラック:50重量部を配合して、体積抵抗率
が103 Ωcm以下の電子導電系の基層形成用材料(No.
4)を調製した。そして、それら各材料を用いて、金型
成形により、芯金(直径:6mm)の外周面上に3mm厚さ
の基層を形成した。
が102 Ωcmの電極層形成用材料と、体積抵抗率が10
7 Ωcmの保護層形成用材料とを調製し、次いで、それら
を所定粘度のコーティング液に調製した。更に、抵抗調
整層形成用材料として、前記の各種基層形成用材料を用
意し、それぞれ、所定粘度のコーティング液に調製し
た。
前記電極層形成材料を用いて、基層の外周面上に厚さ:
10μmの電極層を形成した後、基層と同じ組成の抵抗
調整層形成用材料を用いて、該電極層の外周面上に厚
さ:160μmの抵抗調整層を形成し、更に、前記保護
層形成用材料を用いて、該抵抗調整層の外周面上に厚
さ:10μmの保護層を形成して、目的とする導電性ロ
ールを得た。
ロールとして実機(キャノン株式会社製『レーザーショ
ット LBP A 404E』)に取り付け、外部電源
よりxVp-p 150Hz−550Vの電圧を与えて、画
像をプリントアウトし、ベタ黒及び白地に横スジが発生
する異常放電電圧を測定した。そして、その結果を、下
記表1に併せて示した。
3のイオン導電系材料を用いて基層が形成され、基層の
体積抵抗率が106 〜109 Ωcmに調整された導電性ロ
ールでは、異常放電電圧が大幅に向上せしめられてお
り、画像欠陥を効果的に防止し得ることが判る。これに
対して、No. 4の電子導電系材料にて基層が形成された
導電性ロールは、異常放電電圧が低く、異常放電による
画像欠陥が起き易いものであった。
図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 軸体の外周面上に、イオン導電剤の配合
によって体積抵抗率が106 〜109 Ωcmとされたイオ
ン導電系弾性体よりなる基層が設けられると共に、該基
層の外周面上に、電子導電剤の配合によって体積抵抗率
が103 Ωcm以下とされた電子導電系合成樹脂よりなる
薄肉の電極層が設けられ、更に該電極層の外周面上に、
抵抗調整層が設けられ、該抵抗調整層の外周面上に、保
護層が設けられていることを特徴とする導電性ロール。
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