JPH09146342A - 帯電ローラ - Google Patents

帯電ローラ

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JPH09146342A
JPH09146342A JP29864495A JP29864495A JPH09146342A JP H09146342 A JPH09146342 A JP H09146342A JP 29864495 A JP29864495 A JP 29864495A JP 29864495 A JP29864495 A JP 29864495A JP H09146342 A JPH09146342 A JP H09146342A
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JP
Japan
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charging roller
charging
layer
roller
urethane
Prior art date
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Pending
Application number
JP29864495A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomokazu Furuhata
知一 古畑
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像形成装置に、帯電ローラを組込み、複写
を行う際に発生するローラ、感光ドラム間の固着、トナ
ーのフィルミング、接触帯電音等を抑制する。 【解決手段】 回転軸と、その外周に沿って形成された
導電性弾性体層と、該導電性弾性体層の外周面に形成さ
れた表面ウレタン層とを備える帯電ローラにおいて、前
記表面ウレタン層がウレタン樹脂に粉体を分散して形成
されており、かつ該表面ウレタン層の表面の粗度Rzが
0.2〜5μmに調整されていることを特徴とする帯電
ローラ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真装置等の
画像形成装置に用いられる帯電部材、特に帯電ローラに
関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真装置等の画像形成装置におい
て、電子写真感光体、静電記録誘導体等の像担持体の帯
電(除電も含む)手段としては、従来より非接触帯電方
式であるワイヤとシールドを備えたコロナ放電器が主と
して用いられてきた。
【0003】コロナ放電器は均一帯電性に優れる利点が
あるが、高価な高圧電源を必要とする、それ自体や高圧
電源のシールド空間等のスペースを必要とする、オゾン
等のコロナ生成物の発生が比較的多くその対処のための
付加手段、機構を必要とし、それらが装置を大形化、高
コスト化する因子となっている等の様々な問題点を有し
ている。
【0004】そこで近時はこのようなコロナ放電器の代
わりに、接触帯電方式のものが用いられてきている。接
触帯電方式は、電圧を印加した帯電部材(導電性部材)
を被帯電体に接触させることで被帯電体面を所定の極
性、電位に帯電させるもので、非接触帯電方式と比較す
ると帯電の低圧化が可能であり、オゾン等のコロナ生成
物の発生が少ない、構造が簡単で低コスト化が図れる等
の利点がある。
【0005】接触帯電方式を採用する画像形成装置の一
例は、特開平5−273844に開示されている。図1
は、このような画像形成装置の現像部の概略構成を示
す。図中、1は像担持体としてのドラム型電子写真感光
体(以下、感光ドラムと記す)であり、矢示Aの方向に
所定の周速度をもって回転駆動される。感光ドラム1の
外周面には帯電部材としての帯電ローラ2が接触する。
本例の場合は、感光ドラム1の回転に従い帯電ローラ2
も部分的に弾性変形しながら従動回転する。
【0006】感光ドラム1の外周面は、帯電ローラ2と
の摺接により一様に帯電され、被複写体の被複写像を介
してその外周面が露光3されると、外周面上に静電潜像
が形成される。図1を参照して、その潜像が現像器の現
像スリーブ4によって反転現像で負帯電極性がトナー像
として可視化(現像)され、そのトナー像が給紙部(図
示せず)から感光ドラム1と転写ローラ5との圧接ニッ
プ部(転写部位)に所定のタイミングで給送された転写
材6(複写紙)に順次、転写されていく。
【0007】トナー像転写を受けた転写材6は感光ドラ
ム1面から分離されて定着手段(図示せず)へ搬送さ
れ、トナー像定着を受けて画像生成物として出力され
る。また転写材6分離後の感光ドラム1面はクリーニン
グ機(クリーナ)のクリーニングブレード7で転写残り
トナー等の残留付着物の除去を受けて清掃され、さらに
イレーサランプ(図示せず)によって全面光照射を受け
零電位化され、次の帯電に備える。図において、8は電
源を表す。
【0008】従来、帯電ローラ2の表面層には、アルコ
ール可溶ナイロンあるいはウレタン樹脂等が用いられて
きた。しかしながらこのような表面層は、感光ドラム1
と固着しやすく感光ドラム1を汚染したりする。さら
に、感光ドラム1に対する帯電ローラ2の接触面積が大
きくなり、それに伴い帯電音のレベルが上昇するという
問題があった。
【0009】帯電音とは、前述のような画像形成装置に
おいて複写時に交流電圧を帯電ローラ2に印加し感光ド
ラム1を所定の電位に帯電させるプロセスで交流電圧印
加に起因する微振動が発生し、この微振動により発生す
る音であり、この音が大きくなると使用者およびその周
囲の人間に不快感を与える。
【0010】帯電音を軽減する対策として、特開平4−
303860では、帯電ローラ2の表面層を形成する樹
脂材にエラストマ(弾性体)粒子を添加、分散し表面を
粗面化(粗度Rzが7〜30μm程度)する方法が用い
られている。
【0011】ところが、表面を粗面化しすぎると(たと
えばRzが5μmを超える)クリーナでかき落とされな
かったトナーが帯電ローラ2表面に付着し(フィルミン
グ)、その結果帯電むらが生じるという問題がでてく
る。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このように、特開平4
−303860に開示された従来技術は、帯電音の問題
をある程度解決するものの、トナーのフィルミングとい
う新たな問題を引き起こし、満足できるものではなかっ
た。
【0013】本発明は、帯電音を低減し、かつトナーの
フィルミングをも抑制することのできる帯電ローラを提
供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は表面粗度Rzが5μm以下に調整された
表面層を備える帯電部材を要旨とする。 本発明によれば、回転軸と、その外周に沿って形成され
た導電性弾性体層と、該導電性弾性体層の外周面に形成
された表面ウレタン層とを備える帯電ローラにおいて、
前記表面ウレタン層がウレタン樹脂に粉体を分散して形
成されており、かつ該表面ウレタン層の表面の粗度Rz
が0.2〜5μmに調整されていることを特徴とする帯
電ローラが提供される。 本発明において、前記表面ウレタン層に分散される粉体
の粒径は1〜10μmの範囲にあることが好ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面を参照して説
明する。
【0016】図2に、本発明の帯電ローラの一形態の断
面図を示す。図中、9は回転軸を、10は導電性弾性体
層を、11は表面ウレタン層を表す。
【0017】導電性弾性体層10は、典型的には導電付
与剤を含有する弾性体(エラストマ)または発泡体(フ
ォーム)の形で成形されたポリウレタンまたはゴム部材
(組成物)である。特に、本発明では導電性ゴム層が好
ましい。
【0018】前記導電性ゴム層に用いることのできるゴ
ム組成物としては、ポリノルボルネンゴム、エチレン−
プロピレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリル
ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。これらのゴムは、
単独でまたは2種以上の混合ゴムとして使用することが
できる。
【0019】導電性を付与するために、これらのゴム組
成物に導電性付与剤を配合して使用する。適当な導電性
付与剤としては、公知のカーボンブラック(ファーネス
系カーボンブラックまたはケツチエンブラック)、酸化
錫等の金属粉が挙げられる。導電性付与剤の使用量はゴ
ム組成物全量に対して約5〜約50重量部である。
【0020】ゴム組成物には、ゴム基材、発泡剤、導電
性付与剤以外に必要に応じて、ゴム用薬品、ゴム添加剤
を配合して導電性発泡ゴム組成物とすることもできる。
ゴム用薬品、ゴム添加剤としては、硫黄、パーオキサイ
ド等の加硫剤、亜鉛華、ステアリン酸等の加硫促進助
剤、スルフェンアミド系、チラウム系、チアゾール系、
グラニジン系等の加硫促進剤、アミン系、フェノール
系、硫黄系、リン系等の老化防止剤、または酸化防止
剤、紫外線吸収剤、オゾン劣化防止剤、粘着付与剤等を
使用することができ、さらに各種の補強剤、摩擦係数調
整剤、シリカ、タルク、クレイ等の無機充填剤も任意に
選択し使用し得る。
【0021】表面ウレタン層11の形成材料としては、
ウレタン樹脂材と粒体と、所望ならば導電付与剤が用い
られる。
【0022】本発明に用いられる粒体は、無機物あるい
は有機物のいずれでもよいが、無機物の場合、シリカ粉
末が特に好ましい。有機物の場合、たとえばウレタン樹
脂粒子、ナイロン粒子、シリコンゴム粒子、エポキシ樹
脂粒子等が挙げられる。これらの粒子は単独でまたは2
種以上混合して用いられる。適当な粒体は、後述のよう
に表面ウレタン層11の表面粗度Rzを0.2〜5μm
の範囲に調整できる物質を選べばよいが、粒体の粒子径
が1〜10μmの範囲にあると所望の表面粗度範囲が達
成されやすい。粒子径が10μmを超すと、表面粗度R
zも5μmを超し、所期の目的を果さない。逆に、粒子
径が1μm未満であると、表面粗度Rzが0.2μm未
満となり、これも所期の目的を果さない。
【0023】表面粗度Rzを0.2〜5μmの範囲に設
定する理由は、5μmを超すとローラ表面に対するトナ
ーのフィルミングが顕著になるからであり、0.2μm
未満であると帯電ローラ2と感光ドラム1の密着性が高
まり、すなわち接触面積が大きくなるので帯電音の抑制
ができなくなるからである。
【0024】表面ウレタン層11に配合される導電付与
剤は、前記のものと同様にカーボンブラック、酸化錫等
が挙げられる。
【0025】粉体のウレタン樹脂材に対する配合割合
は、ウレタン樹脂100重量部に対して約5〜約20部
の割合で配合し、分散することが好ましい。
【0026】本発明の帯電ローラ2は、たとえば次のよ
うにして製造することができる。すなわち、まず円筒状
成形空間を有する成形型内に、金属製の回転軸(芯金)
9を入れ成形型内に導電性弾性体層形成材料を充填し、
加硫を行うことにより回転軸9の外周面に導電性弾性体
層10を形成する。次いで、導電性弾性体層10の形成
された回転軸9を成形型から取出す。一方、ウレタン樹
脂材と、粒体、導電付与剤その他の添加剤を配合し、こ
の配合物をボールミル等を用いて混合、撹拌し表面ウレ
タン層形成材料混合物を調製する。そしてこの混合物を
ディップ法、ロールコート法、スプレーコーティング法
等によって前記導電性弾性体層10の形成された回転軸
表面に均一な厚みに塗工して乾燥し、加熱硬化すること
により図2に示すような2層構造の帯電ローラ2を製造
することができる。
【0027】このようにして得られる帯電ローラ2は、
その最外層である表面ウレタン層11の表面の粗度Rz
が0.2〜5μmに形成される。
【0028】本発明においては帯電ローラとして成形し
たが、同様に画像形成装置に使用される現像ローラ、転
写ローラ、転写ベルト等にも本発明の技術を適用でき
る。
【0029】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明をさ
らに説明するが、これらは本発明の範囲を限定するもの
ではない。部はすべて重量部である。
【0030】(実施例1〜2)導電性弾性体層の形成材
料として、下記の材料を配合し、ボールミルにより混
合、撹拌し、導電性弾性体層用組成物を調製した。
【0031】 ポリノルボルネンゴム 100部 ケツチエンブラック 30部 ナフテン系オイル 300部 さらに、常法に従い、適宜、加硫剤、加硫促進剤、加硫
促進助剤および添加剤を配合した。
【0032】円筒状成形空間(キャビティ)を有する金
型内に、回転軸であるステンレス製の芯金を配置し、キ
ャビティに上記組成物を充填し、金型加硫(加硫条件:
温度150℃、時間45分)を行い、芯金の外周に導
電性弾性体層(ゴム硬度JISA20、電気抵抗1×1
04Ω・cm2)を形成した。
【0033】別途、表面ウレタン層形成材料として、後
記の表1に示すように原料を配合し、ボールミルにより
混合、撹拌し表面ウレタン層用組成物を調製した。
【0034】次いで、導電性弾性体層の形成された芯金
を表面ウレタン層用組成物中に浸漬して、表面層をコー
ティングした後、乾燥させ、次いで140℃で1時間加
熱処理して、膜厚約80μmの表面ウレタン層を形成し
た。このようにして本発明の帯電ローラが製造された。
【0035】得られた帯電ローラ表面の粗度Rzを東京
精密社製の表面粗度計Surfcom−550Aを用
い、測定条件設定を次のようにした。すなわち、ビック
アップ:0.2、触針:0.8、カットオフ:0.8、
測定距離:4mm、測定スピード:0.3mm/sec
に設定した。
【0036】比較例1〜2 実施例と同様にして、表1に示す原料を用いて表面ウレ
タン層用組成物を調製し、それを実施例で用いた導電性
弾性体層を備える芯金に適用して帯電ローラを製造し
た。得られた帯電ローラの表面の粗度Rzを測定し、こ
れも表1に併記する。なお、比較例2の帯電ローラの表
面ウレタン層には粉体が分散されていない。
【0037】帯電ローラの特性試験 前記実施例および比較例から得られた帯電ローラについ
てローラを図1に示すような電子写真複写機に組込んで
以下の特性試験を行った。それらの結果を表2に示す。
【0038】a)帯電音 複写の際に生じる騒音のレベルを測定した。帯電音の測
定試験方法は、たとえば特開平5−273844第16
欄10行目〜34行目に記載されているが、本試験でも
ISO7779の6項に従って行った。
【0039】b)トナーのフィルミング 複写を行った後、帯電ローラを取外し、トナーの付着を
目視した。
【0040】c)感光ドラムとの固着 複写時に、固着がおこると異常画像が発生する。これを
目視により判定した。たとえば、黒ベタ画像の場合、白
筋または白点がみられた。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】比較例1の帯電ローラは、実質的に特開平
4−303860に開示されたローラであり、帯電音の
レベルは低いものの、トナーのフィルミング、感光ドラ
ムとの固着等で問題がある。実施例の帯電ローラは、帯
電音のレベルが比較例1のローラと同程度であるが、ト
ナーのフィルミング、感光ドラムとの固着において改善
されている。
【0044】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、帯電ロー
ラの最外層である表面ウレタン層の表面粗度Rzが好適
な範囲に調整されている。
【0045】したがって、本発明の帯電ローラは、ロー
ラ表面へのトナーのフィルミングが抑制され、帯電が均
一に行われるので画質を向上する。また、本発明の帯電
ローラは、感光ドラムと固着することはなく異常画像が
発生せず、ドラム、ローラ表面を長期間連続使用可能な
状態に保つ。
【0046】加えて、本発明の帯電ローラは、帯電音が
低いレベルに抑えられ、騒音が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】接触帯電装置を用いた画像形成装置の一例の要
部構成図である。
【図2】本発明の実施の一形態である帯電ローラの断面
図である。
【符号の説明】
1 感光ドラム 2 帯電ローラ 3 露光 4 現像ローラ 5 転写ローラ 6 転写材 7 クリーニングブレード 8 電源 9 回転軸 10 導電性弾性体層 11 表面ウレタン層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // B29K 75:00 105:06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸と、その外周に沿って形成された
    導電性弾性体層と、該導電性弾性体層の外周面に形成さ
    れた表面ウレタン層とを備える帯電ローラにおいて、前
    記表面ウレタン層がウレタン樹脂に粉体を分散して形成
    されており、かつ該表面ウレタン層の表面の粗度Rzが
    0.2〜5μmに調整されていることを特徴とする帯電
    ローラ。
  2. 【請求項2】 前記粉体の粒径が1〜10μmの範囲に
    あることを特徴とする請求項1記載の帯電ローラ。
JP29864495A 1995-11-16 1995-11-16 帯電ローラ Pending JPH09146342A (ja)

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JP29864495A JPH09146342A (ja) 1995-11-16 1995-11-16 帯電ローラ

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JP29864495A JPH09146342A (ja) 1995-11-16 1995-11-16 帯電ローラ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6490758B1 (en) * 1999-04-22 2002-12-10 Chuo Hatsujo Kabushiki Kaisha Frictional hinge device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6490758B1 (en) * 1999-04-22 2002-12-10 Chuo Hatsujo Kabushiki Kaisha Frictional hinge device

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Effective date: 20041005

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050215