JPH10196637A

JPH10196637A - 導電性ローラ

Info

Publication number: JPH10196637A
Application number: JP127897A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamazaki; 新司山崎; Shuji Kon; 修二今
Original assignee: Showa Electric Wire and Cable Co
Current assignee: SWCC Corp
Priority date: 1997-01-08
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1998-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】芯軸外周上に導電性エチレンプロピレンゴム
層が形成された導電性ローラを、現像ローラとして用い
た場合の『かぶり』の発生を低減させる。【解決手段】前記導電性ゴム層の表面粗さＲｚを１〜
７μｍの範囲内とし、ローラ形状を両端部外径より中央
部外径が大きい正クラウン形状とする。クラウン量は
０．０３〜０．５ｍｍが好ましい。正クラウン形状の芯
軸の使用によりニップ形状を長方形に保ち易くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子複写機やレー
ザビームプリンタなどにおいて、現像装置の帯電ローラ
や現像ローラあるいは転写ローラなどとして使用される
導電性ローラに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式による普通紙複
写機、いわゆる電子複写機としては、光により電荷を発
生する感光体を利用して感光体ドラム上に静電潜像を形
成し、その静電潜像に着色荷電粉体であるトナーを付着
させて現像すなわち可視像化し、これを熱により記録紙
上に定着させる方式のものが知られている。感光体ドラ
ム表面に静電潜像を形成するにあたっては、予め感光体
ドラム表面を帯電させておき、その帯電部分に原稿像を
光学系を介して投射し、光のあたった部分の帯電を消す
ことが行われている。

【０００３】ところで、近年の複写機のめざましい普及
に伴い、機器の簡易化、すなわち低価格化・小型化の要
求がさらに高まっている。そのような要求に応えるべ
く、感光体としては有機光導電材料の開発を進め、現像
の方式として機構のより単純な一成分非磁性現像方式を
採用し、感光体ドラム表面の帯電の方式として、従来の
コロナ放電方式よりも装置の小型化が容易な接触ローラ
帯電方式を採用するなど、さまざまな方向からの改良が
進んでいる。

【０００４】この接触ローラ帯電方式は、導電性の弾性
ローラをその表面が感光体ドラム表面に接触するよう設
置し、ローラの回転により感光体ドラム表面を帯電させ
るようにしたものであり、現像ローラやクリーニングロ
ーラとしても導電性の弾性ローラが使用されることが多
い。このような導電性ローラに対しては、体積固有抵抗
が１０⁵〜１０¹²Ω・ｃｍ程度の安定した導電性を有す
ること、適度な弾性を有し圧縮永久歪みが小さくクリー
プを起こしにくいこと、さらには感光体を汚染しないこ
となどが、要求されている。

【０００５】このような要求に応え得るローラとして、
たとえばニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）やシリコー
ンゴムなどの合成ゴム材料を用い、その体積固有抵抗と
ゴム硬度を所望の値に調整し、ローラ芯軸の外周に、こ
れらゴム材料からなる導電性弾性層を形成した単層ロー
ラが知られている。ゴム材料に対しては、通常、ゴム硬
度を低下させるために可塑剤あるいは軟化剤の添加が、
導電性を調整するためにカーボンブラックなどの導電性
粉末の混入が、行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】なお、このような導電
性ローラにおいては、装置のさらなる低価格化・小型化
を目指し、材料面あるい形状面のさまざまな改良が進め
られている。たとえば、ゴム材料として、低硬度が容易
に得られ耐候性にすぐれ価格面でも有利なエチレンプロ
ピレンゴム（ＥＰＭあるいはＥＰＤＭ）が着目され、ま
た、ローラの小径化が図られている。

【０００７】しかしながら、これらの改良に伴って、解
決すべき新たな問題点も生じている。たとえば、ゴム材
料としてエチレンプロピレンゴムを用いて導電性ローラ
を作製し現像ローラとして使用した場合には、画像の白
地部分へトナーが飛散する『かぶり』とよばれる現象
が、シリコーンゴムに比較して起こり易いことが判明し
ている。そこで、材質にエチレンプロピレンゴムを使用
してもかぶりの起こりにくい導電性ローラが求められて
いる。

【０００８】ところで、ローラの小径化に対応して芯軸
も小径化させることが効果的であるが、芯軸を小径化さ
せた場合には、感光体ドラムや別のローラなどに圧接さ
れる際に両端に課せられる押さえ荷重に対して、芯軸が
たわみ易くなるという難点も生じる。感光体ドラムに圧
接される導電性ローラにこのようなたわみが生じた場合
には、感光体ドラムにローラが圧接される圧力がニップ
域（感光体ドラムとローラとの接触領域）において不均
一になり、大きな荷重がかる部分の感光体ドラムがロー
ラ回転時に局部的に削られ磨耗・損傷して、感光体ドラ
ムやローラの耐久性が低下することも知られている。

【０００９】なお、このような感光体ドラムの損傷は、
芯軸にたわみが生じていなくとも、ローラの成型法によ
って、外径が芯軸の長さ方向の端部と中央部とで異なっ
たり、直線度を損ない易い場合にも発生する。たとえ
ば、ゴム材料として液状シリコーンゴムを用い金型内に
注型し硬化させてローラを製造する場合、硬化時の金型
温度ムラなどに起因して、脱型後に常温に戻した際に些
少ではあるがローラに反りがみられることが多い。研削
仕上げのローラの場合には、研磨時にゴムが熱膨張し寸
法精度が出にくいだけでなく、軸端部はゴムが逃げるた
め中央部と比較して外径が大きくなり易い。このこと
は、ゴム硬度が低く設定されることの多い小径化ローラ
においては、とくに著しい。

【００１０】ところで、圧接時に芯軸にみられるたわみ
の程度が大きくなると、芯軸中央部は圧接される感光体
ドラム表面から浮き上がるようになり、通常はローラ長
を長辺とする長方形であるはずのニップ域の形状が、中
央部がくびれた鼓形になってニップ幅が不均一になり、
得られる画像にムラを生ずるなどの不都合があった。し
たがって、小型化を進めるにあたって芯軸を小径化した
場合にも、ニップ形状を長方形に近い形で保ち易く、感
光体ドラムの削れを生ずるおそれのない導電性ローラが
求められている。

【００１１】上記事情から、本発明は、ゴム材料として
エチレンプロピレンゴムを用いた場合にも、さらなる装
置の小型化にも対応可能に、ニップ形状を長方形に近い
形で保ち易く感光体を削るおそれの少ないすぐれた導電
性ローラを提供することを、その目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的のため鋭意研究
を重ねたところ、かぶり現象の発生はローラの外径の大
きさとその表面粗さに影響を受けることが見出だされ
た。すなわちローラの外径が大きくなるとかぶりは起こ
り難くなるが、ローラ外径の大きさは装置の回転トルク
の大きさから上限が決まってしまうため、あまり大きく
することはできない。またローラ外径を大きくすること
は装置の小型化に逆行することになる。そこで本発明
は、ローラ外径を大きくすることなく、またゴム材料組
成物の種類あるいは配合の変更によらずに、表面粗さＲ
ｚを特定の数値範囲に保つとともに形状を工夫すること
により、ローラはかぶり現象を起こし難くニップ形状も
長方形に保ち易くなることを見出だして、成されたもの
である。

【００１３】すなわち、本発明の導電性ローラは、芯軸
外周上に導電性ゴム層が形成された導電性ローラにおい
て、前記導電性ゴム層が、導電性エチレンプロピレンゴ
ムからなり表面粗さＲｚが１〜７μｍの範囲内で、ロー
ラの両端部外径より中央部外径が大きい正クラウン形状
であることを特徴としている。

【００１４】そして、前記導電性ゴム層が、中央部外径
φ₂と端部外径φ₁との差（φ₂−φ₁）で表されるク
ラウン量０．０３〜０．５ｍｍの正クラウン形状である
ことを、さらなる特徴としている。

【００１５】本発明の導電性ローラにおいては、ローラ
の表面粗さＲｚは、７μｍ以下であることが好ましく、
より好ましくは２〜４μｍの範囲である。表面粗さＲｚ
が７μｍを超えるとかぶりの程度が悪化するため好まし
くない。一方、Ｒｚを１μｍより小さくするためには特
別の工程などが必要になり、生産性が低下するようにな
る。したがって、本発明においてローラの表面粗さＲｚ
は１μｍ以上であることが好ましい。

【００１６】本発明において上記範囲の表面粗さＲｚと
組み合わせてローラを規定する正クラウン形状とは、芯
軸の長さ方向の両端部外径より中央部外径が大きく中高
であることを表し、たとえば図１（Ａ）に示すローラの
長さ方向の側面図のように両端のテーパー部分にはさま
れて中央にストレート形状の部分があってもよいし、あ
るいは側面が図１（Ｂ）に示されるように両端部と中央
部とが放物線などの曲線で結ばれた外観が略紡錘状の形
状となっていてもよい。以下文中では、図１（Ａ）に示
されるクラウン形状の種類をタイプＡ、図１（Ｂ）に示
されるクラウン形状の種類をタイプＢとよぶ。

【００１７】本発明において、クラウン量が０．０３ｍ
ｍより少ない場合には、ストレート形状のローラと同様
に、中央部のニップ幅が両端部より小さくなってニップ
形状がつつみのような形になり易く、またかぶり現象も
増えるため好ましくない。一方、クラウン量が０．５ｍ
ｍより大きい場合には、圧接時のローラ中央部の圧力が
両端部に比べて大きくなりすぎ、中央部のニップ幅が両
端部より大きくなってニップ形状が太鼓形に近くなるた
め、これも好ましくない。すなわち、ニップ形状を長方
形に近い形に保ちやすいローラのクラウン量としては
０．０３〜０．５ｍｍの範囲が好ましく、より好ましく
は０．１〜０．３ｍｍの範囲である。なお、本発明の導
電性ローラにおいて、本発明の導電性エチレンプロピレ
ンゴムのゴム硬度は５０〜７０°の範囲にあることが望
ましい。

【００１８】さらに、本発明の導電性ローラは、芯軸外
周上に導電性ゴム層が形成された導電性ローラにおい
て、前記芯軸が、両端部外径より中央部外径が大きい正
クラウン形状であることを特徴としている。芯軸とし
て、両端部外径より中央部外径が大きい正クラウン形状
のものを使用することによって、ローラ外径を小径化し
た場合であっても、ニップ形状をより長方形に近い形に
保つようにすることができる。

【００１９】なお、本発明の導電性ローラはシリコーン
ゴムローラの一般的な製法にしたがって製造することが
できる。たとえば、ローラ芯軸の外周に本発明の導電性
ゴム組成物を巻き付けたのち、円筒状金型内に収容し加
熱加圧して加硫させる、あるいはローラ芯軸を予め取り
付けた円筒状金型を用いての射出成型や押出しなど、種
々の方法により芯軸外周にゴム層を形成した後、本発明
の規定にしたがった形状になるように研削、研磨すれば
よい。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施例１導電性エチレンプロピレンゴム組成物（昭和電線電纜株
式会社配合名９５８２Ｒ）を混練して、プライマー処理
した鉄製芯軸（胴部長３１０ｍｍ、外径φ１０ｍｍ）の
外周に巻き付け、円筒状金型内で加硫した後、厚さ５ｍ
ｍの導電性エチレンプロピレンゴム層を形成した。

【００２１】そして、得られたストレート形状のローラ
を研磨して、中央部径２０．５ｍｍ、両端部径２０．０
ｍｍ（クラウン量０．５ｍｍ）、クラウン形状の種類タ
イプＡ（両端部のテーパー部分の長さはそれぞれ５０ｍ
ｍ）、表面粗さＲｚ２〜３μの本発明の導電性ローラを
製造した。

【００２２】得られたローラを実機に搭載してかぶりの
程度と耐久性を評価した。かぶりの程度は、通紙後のチ
ャートの白地部分１ｍｍ²当たりに見出だされるトナー
の個数で表すことにしたところ８個と少なく、耐久性
は、トナーがなくなるまで複写が可能なほど良好であっ
た。なお、現行のシリコーンゴムローラの場合１０個以
下程度とされている。

【００２３】実施例２〜４ローラの中央部径、両端部径、およびクラウン形状の種
類を本発明の範囲内で変えた他は実施例１と同様にし
て、本発明の導電性ローラを製造した。これらの実施例
についても、実施例１と同様にしてかぶりの程度と耐久
性を評価した。これらの評価結果を次の表１に示した。

【００２４】

【表１】比較例１〜８次いで、比較例として、これら実施例のローラと同様の
導電性エチレンプロピレンゴム組成物からなるストレー
ト形状のローラを製造して、同様にかぶりの程度と耐久
性を評価した。そしてこれらの評価結果を次の表２に示
す。

【００２５】

【表２】比較例９〜１２さらに、同ゴム組成物からなり、表面粗さが本発明の範
囲から外れるローラを製造して、同様にかぶりの程度と
耐久性を評価した。そしてこれらの評価結果を次の表３
に示す。

【００２６】

【表３】表１、表２、および表３から明らかなように、比較例の
ローラはかぶりの程度が１５〜１２０個と多く、現行の
シリコーンゴムローラの代替としての使用は難しいと思
われるのに対して、実施例１〜４のローラは、かぶりの
程度も８〜１１個と少なく耐久性もほぼトナーがなくな
るまで複写可能なほど良好であるため、現行のシリコー
ンゴムローラの充分代替となり得るすぐれたローラであ
った。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ゴ
ム材料としてエチレンプロピレンゴムを用いた場合に
も、かぶりの程度も少なく耐久性の良好な導電性ローラ
が得られる。また現像装置の小型化にも対応可能に、ニ
ップ形状を長方形に近い形で保ち易く、感光体ドラムを
損傷するおそれの少ないすぐれた導電性ローラを提供し
得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のクラウン形状の例を示すローラの長さ
方向の側面概略図である。

【符号の説明】１……ローラ芯軸２……導電性ゴム層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯軸外周上に導電性ゴム層が形成された
導電性ローラにおいて、前記導電性ゴム層が、導電性エ
チレンプロピレンゴムからなり表面粗さＲｚが１〜７μ
ｍの範囲内で、ローラの両端部外径より中央部外径が大
きい正クラウン形状であることを特徴とする導電性ロー
ラ。
【請求項２】前記導電性ゴム層が、中央部外径φ₂と
両端部外径φ₁との差（φ₂−φ₁）で表されるクラウ
ン量０．０３〜０．５ｍｍの正クラウン形状であること
を特徴とする特許請求の範囲請求項１記載の導電性ロー
ラ。
【請求項３】芯軸外周上に導電性ゴム層が形成された
導電性ローラにおいて、前記芯軸が、両端部外径より中
央部外径が大きい正クラウン形状であることを特徴とす
る導電性ローラ。