JPH09196056A - ゴムロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 他のロール表面に接触させて回転させたとき
に両ロール間が軸方向に対して均一に押圧され且つ摩耗
の少ないゴムロールを提供する。 【解決手段】 ステンレス鋼製で、芯金本体の軸方向長
さが約３００ｍｍ、中央部の外径が１２ｍｍで両端の外
径が１０ｍｍで、両端から中央部に向かって５０ｍｍ離
れた部分までの範囲でテーパー状に外径が拡径している
芯金及び芯金本体の外周面にエピハロヒドリンゴム製の
抵抗調整層が積層され、抵抗調整層両端部の厚みが４ｍ
ｍ、中央部の厚みが３ｍｍで両端から中央部に向かって
５０ｍｍ離れた部分までの範囲で厚みが徐々に薄くなっ
ているゴムロール。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はゴムロールに関す
る。さらに詳しくは、他のロール表面に接触させて回転
させたときに両ロール間が軸方向に対して均一に押圧さ
れ且つ摩耗の少ないゴムロールに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴムロールは、その両端部から延伸され
た軸棒を軸受けに設置し、回転させる。ゴムロールを他
のロール面あるいは平面に押圧すると、軸受けに近い部
分（両端部）が強く押され、軸方向中央部は弱く押され
る。そのため、ゴムロールの両端部が接触する他のロー
ル面の部分が中央部に比べ摩耗しやすい。ゴムロールの
押圧が均一に行われないので、トナーを利用した電子写
真装置、電子印刷装置などに用いられる感光体ロールに
帯電用ゴムロールを押圧して静電気を帯電させる場合に
は感光体表面に均一に帯電できないことがある。また感
光体表面の静電潜像にトナーを移動させて、可視像（ト
ナー像）に現像するため現像用ゴムロールにおいては、
トナーの移動が不均一になることがある。これら不均一
な帯電又はトナー移動を起こしたときは画像不良を生起
しやすい。前記ゴムロールの押圧の不均一性を改善する
ために、弾性体からなる抵抗調整層の厚みを軸方向中央
部で薄く、両端部で厚くしたもの（特開平７−３０４１
１７号公報）や、両端部の外径を小さくし且つ軸方向中
央部の外径を大きくした太鼓状のロール（図４）が提案
されている。しかし、これらゴムロールの芯金は、一端
から他端までが同一外径を有する円柱形状のものであっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、他の
ロール表面に接触させて回転させたときに両ロール間が
軸方向に対して均一に押圧され且つ摩耗の少ないゴムロ
ールを提供することにある。

【０００４】本発明者らは、上記目的を達成するために
鋭意研究を重ねた結果、ゴムロールの芯金の両端を軸方
向中央部よりも細くし、且つ、該芯金に積層される弾性
体の厚みを両端で厚く、軸方向中央部で薄くして、一端
から他端までがほぼ同一外径の円柱形状をなしたゴムロ
ールを用いることによって、他のロール表面に接触させ
て回転させたときに両ロール間が軸方向に対して均一に
押圧され且つ摩耗の少ないことを見いだし、この知見に
基づいて本発明を完成するに至った。

【０００５】

【発明を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、（１）軸方向中央部の外径が最も大きく、両端部の
外径が小さくなっており、さらにその両端部から軸棒が
延伸され、全体が導電性剛性体からなる芯金及び該芯金
の外周面に積層してなり、両端部では厚く、軸方向中央
部では薄く積層されてなる半導電性弾性体からなる抵抗
調整層を備えるゴムロールが提供される。

【０００６】本発明のゴムロールの好適な態様として以
下のものが提供される。 （２） ゴムロール全体の外径が、両端部から軸方向中
央部までほぼ等しい円柱形状をなしている前記（１）の
ゴムロール。 （３） 半導電性弾性体が、エピハロヒドリンゴム又は
アクリロニトリル−ブタジエンゴムであることを特徴と
する前記（１）のゴムロール。 （４） 抵抗調整層の外周面に樹脂からなる保護層を設
けてなることを特徴とする前記（１）のゴムロール。

【０００７】（５） 保護層を形成する樹脂がポリウレ
タンであることを特徴とする前記（４）のゴムロール。 （６） 抵抗調整層の外周面に紫外線を照射してなるこ
とを特徴とする前記（１）のゴムロール。 （７） 軸棒が芯金本体両端部の外径と同じ又は該両端
部の外径より小さい外径を有することを特徴とする前記
（１）のゴムロール。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
を詳細に説明する。本発明のゴムロールは、芯金と該芯
金の外周面に積層される抵抗調整層を備えるものであ
る。

【０００９】芯金は、両端部から延伸された軸棒と、後
記抵抗調整層が積層される芯金本体とからなる。芯金本
体は、軸方向中央部の外径が最も大きく、両端部の外径
が小さくなっている。具体的には、図に示すような、中
央部から両端部に向かって徐々に外径が小さくなる太鼓
状、中央部は円柱形状で両端部がテーパー状に縮径する
もの、中央部は円柱形状で両端部は段差をもって縮径す
るものなどが挙げられる。芯金本体中央部の外径は通常
４〜４０ｍｍである。両端部の外径は、抵抗調整層を形
成する半導電性弾性体の弾性によって適宜選択できる
が、通常、３〜３０ｍｍである。芯金本体の長さは通常
１５０〜３００ｍｍである。両端部の縮径する範囲は通
常５〜１００ｍｍである。芯金本体が前記形状をなして
いることにより、芯金の撓みが少なくなり、軸方向中央
部の押圧力が小さくなることを防ぐことができる。

【００１０】軸棒は芯金本体の両端部から、芯金本体と
同軸で延伸されている。軸棒は、通常、芯金本体の該両
端部の外径と同じ又は該両端部の外径より小さい外径の
ものである。軸棒は、通常、円柱形状をなしており、軸
受けに設置しやすいように必要に応じて周方向に溝を設
けてあってもよい。芯金は軸棒と芯金本体とが一体にな
った構造物であってもよいし、軸棒と芯金本体とが別個
の構造物からなりそれらを組み立てたものであってもよ
い。

【００１１】芯金は軸棒及び芯金本体が導電性剛性体か
らなる。導電性剛性体としては、ステンレス、銅、など
の金属が挙げられる。芯金は中実体からなるものであっ
てもよいし、中空体からなるものであってもよい。芯金
の外周面は後記抵抗調整層との接合を良好にするために
表面粗さを大きくしておくことが好ましい。

【００１２】抵抗調整層は半導電性弾性体からなる。半
導電性弾性体としては、エチレン−プロピレン−ジエン
ゴム、クロロプレンゴム、ポリノルボルネンゴム、スチ
レン−ブタジエンゴム、エピハロヒドリンゴム、シリコ
ンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム等が挙げら
れる。これら弾性体には抵抗調整層の電気抵抗を調整す
るためにカーボンブラック等の導電性粉末を配合するこ
とができる。これら半導電性弾性体のうち、エピハロヒ
ドリンゴム、特にエピクロロヒドリンゴム、またはアク
リロニトリル−ブタジエンゴムを用いたものは電気抵抗
の調整が容易で、ロールの押圧が均一となりやすい。

【００１３】抵抗調整層は、前記芯金の本体外周面に積
層してなり、両端部では厚く、軸方向中央部では薄く積
層されてなる。両端部の厚みを厚くすることによって、
剛性体からなる芯金と他のロール面等との距離を遠く
し、その間に厚い弾性体が介在するので、他のロール面
等との押圧力が弾性体で吸収され、摩耗が低減できる。
抵抗調整層の中央部の厚さは、通常０．５〜５ｍｍであ
り、両端部の厚さは、芯金本体の縮径に対応し、ゴムロ
ール全体の外径が両端部から中央部まで等しくなるよう
にする。

【００１４】一方、中央部の厚みを薄くすることによっ
て、剛性体からなる芯金と他のロール面等との距離を近
くし、押圧力の弾性体による吸収を小さくして、他のロ
ール面等との押圧力を高くなるので、両端部と中央部と
の押圧力の差が小さくなり、均一性が向上する。

【００１５】本発明のゴムロールとしては、両端部から
軸方向中央部までの外径がほぼ等しい円柱形状をなして
いるものが好ましい。すなわち、芯金本体の半径と抵抗
調整層の厚みとを足した値が、両端部においても又は軸
方向中央部においても、ほぼ等しくなっている。ロール
の外径が軸方向に対してほぼ同一になっていることによ
り、他のロール面との接触が均一になりやすい。

【００１６】ゴムロールを電子印刷装置などのトナーを
用いた画像形成装置用として用いる場合において、抵抗
調整層の電気抵抗は、通常、１０⁵〜１０¹⁰Ω・ｃｍで
ある。また、他のロールとの接触性を高めるためにＪＩ
Ｓ硬度Ａを、通常、５０度以下にするのが好ましい。硬
度の調整のためには半導電性弾性体を加硫する。加硫方
法としては、加熱による方法、紫外線照射による方法な
どが挙げられる。

【００１７】抵抗調整層の外表面には、ゴムロールと他
のロールとの接触性、耐摩耗性を高めるために保護層を
設けることが好ましい。保護層としては、通常樹脂皮膜
が用いられる。この樹脂としては、ポリウレタン、シリ
コンゴムなどが挙げられる。保護膜の厚みは特に限定さ
れないが、画像形成装置用として用いる場合において
は、芯金と保護層外周面との間の電気抵抗が１０⁵〜１
０¹⁰Ω・ｃｍになるようにすることが好ましい。

【００１８】［実施例１］図１は実施例１のゴムロール
の軸方向断面図である。このゴムロールはステンレス鋼
製の芯金で、芯金本体の軸方向長さは約３００ｍｍであ
る。中央部の外径は１２ｍｍで両端の外径は１０ｍｍ
で、両端から中央部に向かって５０ｍｍ離れた部分まで
の範囲でテーパー状に外径が拡径している。芯金本体の
外周面には、エピハロヒドリンゴム（エチレンオキサイ
ド−エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル共
重合体を硫黄で加硫したゴム）製の抵抗調整層が積層さ
れている。抵抗調整層の両端部の厚みは４ｍｍ、中央部
の厚みは３ｍｍで両端から中央部に向かって５０ｍｍ離
れた部分までの範囲で厚みが徐々に薄くなっている。ゴ
ムロール全体の外径は、両端部から中央部まで、いずれ
も約１８ｍｍになっていて、ほぼ等しくなっている。本
実施例のゴムロールの抵抗調整層の外表面は研磨仕上げ
され、ポリウレタンを被覆されている。このゴムロール
を現像ロールとして電子印刷装置に感光体ロールに当接
させて取付けて、印刷を行い。感光体ロールの端部にお
いて摩耗が生じるか否かについて観察するとともに、印
刷された画像に不良が発生するか否かについて観察し
た。本実施例のゴムロールにおいては、約２０，０００
枚印刷後に感光体の摩耗又は画像不良が発生した。

【００１９】［実施例２］図２は本実施例のゴムロール
の軸方向断面図である。このゴムロールはステンレス鋼
製の芯金で、芯金本体の軸方向長さは約３００ｍｍであ
る。中央部の外径は１２ｍｍで両端の外径は１０ｍｍ
で、両端から中央部に向かって５０ｍｍ離れた位置で段
差をもって外径が拡径している。芯金本体の外周面に
は、アクリロニトリル−ブタジエンゴム製の抵抗調整層
が積層されている。両端部の厚みは４ｍｍ、中央部の厚
みは３ｍｍで両端から中央部に向かって５０ｍｍ離れた
位置で厚みが段差的に薄くなっている。その他は実施例
１と同様の構造を成している。実施例２のゴムロールに
おいては、約３０，０００枚印刷後に感光体の摩耗又は
画像不良が発生した。

【００２０】［比較例１］比較例１のゴムロールはステ
ンレス鋼製の芯金で、芯金本体の軸方向長さは約３００
ｍｍである。芯金の外径は両端から中央部までいずれも
１２ｍｍである。芯金本体の外周面には、スチレン−ブ
タジエンゴム製の抵抗調整層が積層されている。抵抗調
整層の中央部の厚みは３ｍｍで、両端の厚みは３．１ｍ
ｍである。その他は実施例１と同様の構造を成してい
る。比較例１のゴムロールにおいては、約８，０００枚
印刷後に感光体の摩耗又は画像不良が発生した。

【００２１】［比較例２］比較例２のゴムロールはステ
ンレス鋼製の芯金で、芯金本体の軸方向長さは約３００
ｍｍである。芯金の外径は両端から中央部までいずれも
１２ｍｍである。芯金本体の外周面には、スチレン−ブ
タジエンゴム製の抵抗調整層が積層されている。抵抗調
整層の中央部の厚みは３．１ｍｍで、両端の厚みは３．
０ｍｍである。その他は実施例１と同様の構造を成して
いる。比較例１のゴムロールにおいては、約６，０００
枚印刷後に感光体の摩耗又は画像不良が発生した。

【００２２】

【発明の効果】本発明のゴムロールは、両端部の弾性体
の層が厚くなっており且つ芯金本体との距離が遠いの
で、両端部では押圧力が吸収される。一方、中央部の弾
性体の層が薄くなっており且つ芯金本体との距離が近い
ので、中央部では押圧力が十分に吸収されない。その結
果、ゴムロールによる他のロール面の端部の摩耗が低減
できる。また、本発明のゴムロールは弾性体の肉厚が中
央部と両端部で差を持たせてあるが、外径が中央部と両
端部とでほぼ同一であるので、ゴムロール周面が他のロ
ール面に均一に当接される。その結果、帯電の不均一、
現像の不均一などを生じにくいので、画像不良が生起し
にくい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る実施例１のゴムロールの軸方向
断面図である。

【図２】 本発明に係る実施例２のゴムロールの軸方向
断面図である。

【図３】 本発明に係る他のゴムロールの軸方向断面図
である。

【図４】 従来のゴムロールの軸方向断面図である。

【図５】 電子印刷装置の概念図

【符号の説明】

１・・・・芯金 １ａ・・・芯金本体 １ｂ・・・軸棒 ２・・・・抵抗調整層 ３・・・・ポリウレタン被覆層（保護層） ４・・・・感光体ロール ５・・・・帯電ロール ６・・・・現像ロール ７・・・・転写ロール ８・・・・供給ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向中央部の外径が最も大きく、両端
   部の外径が小さくなっており、さらにその両端部から軸
   棒が延伸され、全体が導電性剛性体からなる芯金及び該
   芯金の外周面に積層してなり、両端部では厚く、軸方向
   中央部では薄く積層されてなる半導電性弾性体からなる
   抵抗調整層を備えるゴムロール。