JPH09250539A - 半導電性ロールとその製造方法 - Google Patents
半導電性ロールとその製造方法Info
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- JPH09250539A JPH09250539A JP8062334A JP6233496A JPH09250539A JP H09250539 A JPH09250539 A JP H09250539A JP 8062334 A JP8062334 A JP 8062334A JP 6233496 A JP6233496 A JP 6233496A JP H09250539 A JPH09250539 A JP H09250539A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】耐環境性に優れ、長期間使用してもトナーの搬
送力が低下することなく優れた印字特性が維持できる半
導電性ロールとその製造方法を提供する。 【解決手段】この半導電性ロールは、導電性軸体の外周
面に、半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導電体層
を形成し、その表面に主波長が253.7nm 及び 184.9nm
で、積算光量が 1.2〜76J/cm2 である紫外線照射を行っ
て、表面層の耐摩耗性を向上させると共に微細な凹凸を
高密度に生成させたものである。
送力が低下することなく優れた印字特性が維持できる半
導電性ロールとその製造方法を提供する。 【解決手段】この半導電性ロールは、導電性軸体の外周
面に、半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導電体層
を形成し、その表面に主波長が253.7nm 及び 184.9nm
で、積算光量が 1.2〜76J/cm2 である紫外線照射を行っ
て、表面層の耐摩耗性を向上させると共に微細な凹凸を
高密度に生成させたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ＬＢＰ
（レーザービームプリンタ）、ファクシミリなどで用い
られる現像ロールとして有用な、初期及び長時間使用後
の印字特性を向上した、半導電性ロールとその製造方法
に関する。
（レーザービームプリンタ）、ファクシミリなどで用い
られる現像ロールとして有用な、初期及び長時間使用後
の印字特性を向上した、半導電性ロールとその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】導電性軸体とこの外周面に設けた弾性半
導電体層とからなる半導電性ロールの用途の一例とし
て、その外周面上に摩擦帯電トナーを薄層状態で担持さ
せることによって、潜像担持体上に形成された静電潜像
を可視化する現像装置に、図２に示すような電子写真式
プリンターがある。なお、図中、10は感光ドラム、11は
帯電ロール、12は現像ロール、13はトナー搬送ロール、
14は転写ロール、15はクリーニングロール、16は攪拌
機、17は摩擦帯電ブレード、18はＬＥＤアレイ、19は容
体、20は記録紙である。このような用途の半導電性ロー
ルでは、導電性、耐環境性、低硬度、摩擦帯電特性など
の諸特性を備えることが求められ、ウレタンゴム、ＮＢ
Ｒ、シリコーンゴムなどの素材に、導電性付与剤として
のイオン伝導性添加剤や電子伝導性充填材を添加・配合
して作製されてきた。
導電体層とからなる半導電性ロールの用途の一例とし
て、その外周面上に摩擦帯電トナーを薄層状態で担持さ
せることによって、潜像担持体上に形成された静電潜像
を可視化する現像装置に、図２に示すような電子写真式
プリンターがある。なお、図中、10は感光ドラム、11は
帯電ロール、12は現像ロール、13はトナー搬送ロール、
14は転写ロール、15はクリーニングロール、16は攪拌
機、17は摩擦帯電ブレード、18はＬＥＤアレイ、19は容
体、20は記録紙である。このような用途の半導電性ロー
ルでは、導電性、耐環境性、低硬度、摩擦帯電特性など
の諸特性を備えることが求められ、ウレタンゴム、ＮＢ
Ｒ、シリコーンゴムなどの素材に、導電性付与剤として
のイオン伝導性添加剤や電子伝導性充填材を添加・配合
して作製されてきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このウレタンゴム、Ｎ
ＢＲなどの弾性材料からなる半導電性ロールでは、弾性
材料に種々のプロセスオイルや軟化剤などの液剤を添加
して硬度を下げていたため、半導電性ロールの表面にウ
レタンやナイロンR などを初めとする種々の樹脂による
保護層を設けて、ブリードの発生を防止していたが、例
えば、高温・高湿下に長時間放置すると、樹脂成分が加
水分解して潜像担持体に固着することがあるなど、これ
らの耐環境特性は必ずしも満足されるものではなく、ま
た一部のプリンタの現像ロールとして用いた場合にはト
ナーのクリーニング効果が不十分であり、これはトナー
付着力の不足によるものと考えられている。これらを解
決するものとして、弾性材料にシリコーンゴムを使用し
た半導電性ロールを提案し検討していたが、この半導電
性ロールは耐環境性が非常に安定していてトナーのクリ
ーニング効果も高いが、長時間使用したときに表面の摩
耗により印字特性が低下していた。これはシリコーンゴ
ムの耐摩耗性が低いことによるものと考えられる。した
がって、本発明の目的は、長期間使用しても優れた印字
特性が維持できる半導電性ロールとその製造方法を提供
することにある。
ＢＲなどの弾性材料からなる半導電性ロールでは、弾性
材料に種々のプロセスオイルや軟化剤などの液剤を添加
して硬度を下げていたため、半導電性ロールの表面にウ
レタンやナイロンR などを初めとする種々の樹脂による
保護層を設けて、ブリードの発生を防止していたが、例
えば、高温・高湿下に長時間放置すると、樹脂成分が加
水分解して潜像担持体に固着することがあるなど、これ
らの耐環境特性は必ずしも満足されるものではなく、ま
た一部のプリンタの現像ロールとして用いた場合にはト
ナーのクリーニング効果が不十分であり、これはトナー
付着力の不足によるものと考えられている。これらを解
決するものとして、弾性材料にシリコーンゴムを使用し
た半導電性ロールを提案し検討していたが、この半導電
性ロールは耐環境性が非常に安定していてトナーのクリ
ーニング効果も高いが、長時間使用したときに表面の摩
耗により印字特性が低下していた。これはシリコーンゴ
ムの耐摩耗性が低いことによるものと考えられる。した
がって、本発明の目的は、長期間使用しても優れた印字
特性が維持できる半導電性ロールとその製造方法を提供
することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、紫外線をシリ
コーンゴム表面に照射すると表面の耐摩耗性が向上する
と同時に、微細な凹凸が形成されることに着目して鋭意
研究の結果、完成されたものである。すなわち、本発明
による半導電性ロール及びその製造方法は、導電性軸体
の外周面に、半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導
電体層を形成し、その表面に主波長が253.7nm 及び 18
4.9nmで、積算光量が 1.2〜76J/cm2 である紫外線照射
を行って、表面層の耐摩耗性を向上させると共に微細な
凹凸を高密度に生成させたことを特徴とするものであ
る。なお、紫外線照射により耐摩耗性が向上し、微細な
凹凸が形成された表面部を、以後「表面処理層」とい
う。
コーンゴム表面に照射すると表面の耐摩耗性が向上する
と同時に、微細な凹凸が形成されることに着目して鋭意
研究の結果、完成されたものである。すなわち、本発明
による半導電性ロール及びその製造方法は、導電性軸体
の外周面に、半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導
電体層を形成し、その表面に主波長が253.7nm 及び 18
4.9nmで、積算光量が 1.2〜76J/cm2 である紫外線照射
を行って、表面層の耐摩耗性を向上させると共に微細な
凹凸を高密度に生成させたことを特徴とするものであ
る。なお、紫外線照射により耐摩耗性が向上し、微細な
凹凸が形成された表面部を、以後「表面処理層」とい
う。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の詳細を、図１
（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１（ａ）は半導
電性ロールの第１の実施の形態に係るもので、１は導電
性軸体、２ａは導電性軸体１の外周面に形成された半導
電性シリコーンゴムからなる非発泡の弾性半導電体層、
３はこの弾性半導電体層への紫外線照射による表面処理
層である。図１（ｂ）は半導電性ロールの第２の実施の
形態に係り、導電性軸体１の外周に発泡弾性半導電体層
２ｂを設け、さらに、その外周に非発泡弾性体層２ａを
設け、紫外線照射による表面処理層３を最外周に設けた
ものである。
（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。図１（ａ）は半導
電性ロールの第１の実施の形態に係るもので、１は導電
性軸体、２ａは導電性軸体１の外周面に形成された半導
電性シリコーンゴムからなる非発泡の弾性半導電体層、
３はこの弾性半導電体層への紫外線照射による表面処理
層である。図１（ｂ）は半導電性ロールの第２の実施の
形態に係り、導電性軸体１の外周に発泡弾性半導電体層
２ｂを設け、さらに、その外周に非発泡弾性体層２ａを
設け、紫外線照射による表面処理層３を最外周に設けた
ものである。
【０００６】上記半導電性ロールにおいて、導電性軸体
１には、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、真鍮などで構成さ
れた、いわゆる「芯金」のほか、熱可塑性樹脂および／
または熱硬化性樹脂からなる芯体の表面にメッキを施し
て導電化したもの、熱可塑性樹脂および／または熱硬化
性樹脂に導電性付与剤としてのカーボンブラック、金属
粉末などを配合した導電性樹脂成形品で形成した芯体、
またはこれらの組み合わせからなる芯体など、導電性で
ある限り、プラスチック、金属、セラミックスから選ば
れた任意の材料からなるものが用いられる。この半導電
性ロールは、導電性軸体１の一端または両端を接地また
はバイアス電圧を印加することにより、トナーへの電荷
の注入、静電潜像担持体へのトナーの搬送による静電潜
像の現像などの機能を発揮する。
１には、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ、真鍮などで構成さ
れた、いわゆる「芯金」のほか、熱可塑性樹脂および／
または熱硬化性樹脂からなる芯体の表面にメッキを施し
て導電化したもの、熱可塑性樹脂および／または熱硬化
性樹脂に導電性付与剤としてのカーボンブラック、金属
粉末などを配合した導電性樹脂成形品で形成した芯体、
またはこれらの組み合わせからなる芯体など、導電性で
ある限り、プラスチック、金属、セラミックスから選ば
れた任意の材料からなるものが用いられる。この半導電
性ロールは、導電性軸体１の一端または両端を接地また
はバイアス電圧を印加することにより、トナーへの電荷
の注入、静電潜像担持体へのトナーの搬送による静電潜
像の現像などの機能を発揮する。
【０００７】半導電性シリコーンゴムからなる弾性半導
電体層２ａは、ポリオルガノシロキサン生ゴム、例え
ば、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコー
ン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴムなどのいず
れか１種または２種以上を組み合わせた物に、煙霧質シ
リカ、沈降性シリカなどの補強性充填剤を加えてシリコ
ーンゴムコンパウンドとし、これに導電性カーボンブラ
ック；ニッケル、アルミニウム、銅などの金属粉末；酸
化亜鉛、酸化錫などの金属酸化物；硫酸バリウム、酸化
チタン、チタン酸カリウムなどの絶縁性芯材に酸化錫な
どの導電性物質をコーティングしたもの；などから選ば
れた１種または２種以上を組み合わせた導電性付与剤を
所望の割合で配合し、過酸化物または白金触媒存在下で
のハイドロジェンポリシロキサンなどの加硫剤を加え
て、一緒に混練した後、プレス成形、押出成形、射出成
形などの方法により、導電性軸体の外周面に加熱硬化さ
せることにより、非発泡性弾性半導電体層が形成され
る。
電体層２ａは、ポリオルガノシロキサン生ゴム、例え
ば、ジメチルシリコーン生ゴム、メチルビニルシリコー
ン生ゴム、メチルフェニルシリコーン生ゴムなどのいず
れか１種または２種以上を組み合わせた物に、煙霧質シ
リカ、沈降性シリカなどの補強性充填剤を加えてシリコ
ーンゴムコンパウンドとし、これに導電性カーボンブラ
ック；ニッケル、アルミニウム、銅などの金属粉末；酸
化亜鉛、酸化錫などの金属酸化物；硫酸バリウム、酸化
チタン、チタン酸カリウムなどの絶縁性芯材に酸化錫な
どの導電性物質をコーティングしたもの；などから選ば
れた１種または２種以上を組み合わせた導電性付与剤を
所望の割合で配合し、過酸化物または白金触媒存在下で
のハイドロジェンポリシロキサンなどの加硫剤を加え
て、一緒に混練した後、プレス成形、押出成形、射出成
形などの方法により、導電性軸体の外周面に加熱硬化さ
せることにより、非発泡性弾性半導電体層が形成され
る。
【０００８】導電性軸体の外周に発泡弾性体層を設ける
ときは、上記組成物にアゾビスイソブチロニトリル（AI
BN）、アゾジカルボンアマイド（ADCA）などの発泡剤を
添加し、加熱硬化・発泡させればよい。その後、その外
周面に非発泡性弾性半導電体層を設ければよい。なお、
導電性付与剤の所望の割合とは上記半導電性シリコーン
ゴムの体積固有抵抗が 101〜 109Ω・cmとなるものであ
る。体積固有抵抗が上記範囲外では、潜像形成部以外へ
のトナーの飛散、いわゆるカブリの発生、印字濃度異常
などが発生しやすくなる。弾性半導電体層２は、現像工
程の電極、トナーへの接触帯電および電荷注入用の電極
として作用するもので、その表面の凹凸およびファンデ
ルワールス力、鏡像力、クーロン力などにより、ロール
表面にトナーを担持、搬送するものである。また弾性半
導電体層２はシリコーンゴムを使用しているので、温・
湿度に対する耐環境性にすぐれているほか、電子伝導性
導電性付与剤を使用しているため、電気抵抗値の環境依
存性が非常に少ないという利点もある。
ときは、上記組成物にアゾビスイソブチロニトリル（AI
BN）、アゾジカルボンアマイド（ADCA）などの発泡剤を
添加し、加熱硬化・発泡させればよい。その後、その外
周面に非発泡性弾性半導電体層を設ければよい。なお、
導電性付与剤の所望の割合とは上記半導電性シリコーン
ゴムの体積固有抵抗が 101〜 109Ω・cmとなるものであ
る。体積固有抵抗が上記範囲外では、潜像形成部以外へ
のトナーの飛散、いわゆるカブリの発生、印字濃度異常
などが発生しやすくなる。弾性半導電体層２は、現像工
程の電極、トナーへの接触帯電および電荷注入用の電極
として作用するもので、その表面の凹凸およびファンデ
ルワールス力、鏡像力、クーロン力などにより、ロール
表面にトナーを担持、搬送するものである。また弾性半
導電体層２はシリコーンゴムを使用しているので、温・
湿度に対する耐環境性にすぐれているほか、電子伝導性
導電性付与剤を使用しているため、電気抵抗値の環境依
存性が非常に少ないという利点もある。
【０００９】成形にあたっては、上記導電性軸体と上記
シリコーンゴム組成物を、押出機でクロスヘッドを用い
て、一体に分出しした後、ギヤーオーブンまたはＩＲ炉
で一次加硫する押出成形方法、導電性軸体を金型にセッ
トした後、上記シリコーンゴム組成物を注入し、常温あ
るいは加熱下で一次加硫する射出成形方法、導電性軸体
とシリコーンゴム組成物を同時に金型内で加熱、加圧す
る圧縮成形方法などが用いられる。その後、ギヤーオー
ブンなどで一定時間二次加硫を実施することにより、物
性の安定化を図ることもできる。上記ロール状成形品
は、そのままで紫外線照射に供してもよいが、通常円筒
研削盤により所定の外径に仕上げてから紫外線照射す
る。ショットブラスター、サンドブラスター、ラッピン
グ機、バフなどにより表面状態を変化させてから紫外線
照射することもできる。その後、表面に低圧水銀灯によ
り 253.7nm及び 184.9nmを主波長とする紫外線を、均等
に 1.2〜76J/cm2 の積算光量で照射することにより、表
面処理層３が形成され、本発明の半導電性ロールとな
る。
シリコーンゴム組成物を、押出機でクロスヘッドを用い
て、一体に分出しした後、ギヤーオーブンまたはＩＲ炉
で一次加硫する押出成形方法、導電性軸体を金型にセッ
トした後、上記シリコーンゴム組成物を注入し、常温あ
るいは加熱下で一次加硫する射出成形方法、導電性軸体
とシリコーンゴム組成物を同時に金型内で加熱、加圧す
る圧縮成形方法などが用いられる。その後、ギヤーオー
ブンなどで一定時間二次加硫を実施することにより、物
性の安定化を図ることもできる。上記ロール状成形品
は、そのままで紫外線照射に供してもよいが、通常円筒
研削盤により所定の外径に仕上げてから紫外線照射す
る。ショットブラスター、サンドブラスター、ラッピン
グ機、バフなどにより表面状態を変化させてから紫外線
照射することもできる。その後、表面に低圧水銀灯によ
り 253.7nm及び 184.9nmを主波長とする紫外線を、均等
に 1.2〜76J/cm2 の積算光量で照射することにより、表
面処理層３が形成され、本発明の半導電性ロールとな
る。
【００１０】一般に紫外線とは広義には 100から 380nm
（狭義には 200から 280nm）の範囲の波長の光をいい、
この照射により油分などの有機物質が付着したガラス板
や金属、セラミック板を洗浄できることはよく知られて
いるが、本発明者らは上記の条件の紫外線を、好ましく
は酸素ガスの存在下で照射すると、ロール状成形品の弾
性半導体層を劣化させることなく、表面処理層が形成で
きることを見出した。184.9nmと 253.7nmの波長の紫外
線を単独で時間をずらして照射しもよいが、作業環境と
生産性を考慮すると、同時に２種類の波長の紫外線を照
射するのが好ましい。これは波長 184.9nmの紫外線の吸
収により、空気中または酸素（Ｏ2 ）リッチな雰囲気ま
たは酸素（Ｏ2 ）置換された雰囲気で、酸素（Ｏ2 ）が
次のように反応し、オゾン（Ｏ3 ）を発生する［Ｏ2 →
Ｏ＋Ｏ、Ｏ＋Ｏ2 →Ｏ3 ］。これに対し、波長 253.7nm
の紫外線はその吸収によりオゾン（Ｏ3 ）が分解する。
一般にオゾン（Ｏ3 ）は極めて強力な酸化力を有し、人
体に大量に取り込まれると健康を害することもある。そ
れ故、空気中のオゾン濃度を必要以上に高めないため
に、波長 253.7nmの紫外線の照射は、波長 184.9nmの紫
外線照射とほぼ同時に、または波長 184.9nmの紫外線照
射の後に行うことが重要である。
（狭義には 200から 280nm）の範囲の波長の光をいい、
この照射により油分などの有機物質が付着したガラス板
や金属、セラミック板を洗浄できることはよく知られて
いるが、本発明者らは上記の条件の紫外線を、好ましく
は酸素ガスの存在下で照射すると、ロール状成形品の弾
性半導体層を劣化させることなく、表面処理層が形成で
きることを見出した。184.9nmと 253.7nmの波長の紫外
線を単独で時間をずらして照射しもよいが、作業環境と
生産性を考慮すると、同時に２種類の波長の紫外線を照
射するのが好ましい。これは波長 184.9nmの紫外線の吸
収により、空気中または酸素（Ｏ2 ）リッチな雰囲気ま
たは酸素（Ｏ2 ）置換された雰囲気で、酸素（Ｏ2 ）が
次のように反応し、オゾン（Ｏ3 ）を発生する［Ｏ2 →
Ｏ＋Ｏ、Ｏ＋Ｏ2 →Ｏ3 ］。これに対し、波長 253.7nm
の紫外線はその吸収によりオゾン（Ｏ3 ）が分解する。
一般にオゾン（Ｏ3 ）は極めて強力な酸化力を有し、人
体に大量に取り込まれると健康を害することもある。そ
れ故、空気中のオゾン濃度を必要以上に高めないため
に、波長 253.7nmの紫外線の照射は、波長 184.9nmの紫
外線照射とほぼ同時に、または波長 184.9nmの紫外線照
射の後に行うことが重要である。
【００１１】ここで発生するオゾン（Ｏ3 ）の強力な酸
化力が積層体の弾性半導体層表面を改質すると推定され
る。化学的には、炭素原子（Ｃ）が減少して酸素原子
（Ｏ）が増加し、物理的には表面に微細な凹凸が形成さ
れ、静摩擦係数が小さくなる。同時に三次元架橋が起こ
ることも推測されるが、これと摩擦係数が小さくなった
こととが合わさって相乗効果で耐摩耗性が向上している
と考えられる。なお、市販の低圧水銀灯の場合は、波長
253.7nmの紫外線が90％、波長 184.9nmの紫外線が数％
放射されるので、これを用いてもよい。異なる２種類の
波長の紫外線は弾性半導電体層の表面に対して積算光量
1.2〜76J/cm2 の範囲で照射するのが好ましい。これが
1.2J/cm2未満では処理効果が充分でなく、76J/cm2 を超
えると弾性半導電体層が劣化し、長時間使用後の印字特
性を維持できなくなってしまう。放射照度の下限値は実
用面での処理時間、装置の許容サイズを考慮すると、10
mW/cm2以上とすることが好ましい。紫外線照射はバッチ
処理用の炉タイプのものでもよいし、コンベア方式の炉
でもよいが、紫外線が弾性半導電体層の一部のみに集中
照射されないように、半導電性ロール自体を回転させる
か、または紫外線発光ランプが一定速度で移動できるよ
うな仕組みを持つものが望ましい。
化力が積層体の弾性半導体層表面を改質すると推定され
る。化学的には、炭素原子（Ｃ）が減少して酸素原子
（Ｏ）が増加し、物理的には表面に微細な凹凸が形成さ
れ、静摩擦係数が小さくなる。同時に三次元架橋が起こ
ることも推測されるが、これと摩擦係数が小さくなった
こととが合わさって相乗効果で耐摩耗性が向上している
と考えられる。なお、市販の低圧水銀灯の場合は、波長
253.7nmの紫外線が90％、波長 184.9nmの紫外線が数％
放射されるので、これを用いてもよい。異なる２種類の
波長の紫外線は弾性半導電体層の表面に対して積算光量
1.2〜76J/cm2 の範囲で照射するのが好ましい。これが
1.2J/cm2未満では処理効果が充分でなく、76J/cm2 を超
えると弾性半導電体層が劣化し、長時間使用後の印字特
性を維持できなくなってしまう。放射照度の下限値は実
用面での処理時間、装置の許容サイズを考慮すると、10
mW/cm2以上とすることが好ましい。紫外線照射はバッチ
処理用の炉タイプのものでもよいし、コンベア方式の炉
でもよいが、紫外線が弾性半導電体層の一部のみに集中
照射されないように、半導電性ロール自体を回転させる
か、または紫外線発光ランプが一定速度で移動できるよ
うな仕組みを持つものが望ましい。
【００１２】本発明の半導電性ロールでは、紫外線照射
により表面層の耐摩耗性が向上するのであるが、これは
前記した理由によると考えられる。表面に形成される微
細で高密度な凹凸については表面粗さ計による測定値に
おいて、10点平均粗さが照射前の粗さの1.04〜2.02倍に
増加し、凹凸の密度については平均空間周波数（測定方
法は後述）が照射前12.5mm-1であったものが、照射後20
〜55mm-1に増加する。この測定器は表面粗さ測定器：サ
ーフコム554A（東京精密社製）と円周粗さ駆動部 E-RM-
S07A（同社製）とを組み合わせ、触針径10μm 、触針荷
重0.07mNのピックアップを取り付けたもので、測定条件
はカットオフ：0.32mm、測定速度：0.3mm/秒、測定長
さ：0.50mm、深さ方向倍率： 2,000倍で、ロール周方向
倍率を50倍としてチャートに記録した。測定は20℃に調
整したサンプルを用いた。10点平均粗さは測定器の演算
機能により求め、平均波数はチャートに記録した波形を
カウントして求めた。この凹凸と印字特性との関係につ
いては、特開平６-41437号公報にも示されている通り、
表面に凹凸があると、そこにトナーが引っかかるため、
トナーの搬送量、搬送力が経時変化せず、結果的に印字
特性が一定になるのである。
により表面層の耐摩耗性が向上するのであるが、これは
前記した理由によると考えられる。表面に形成される微
細で高密度な凹凸については表面粗さ計による測定値に
おいて、10点平均粗さが照射前の粗さの1.04〜2.02倍に
増加し、凹凸の密度については平均空間周波数（測定方
法は後述）が照射前12.5mm-1であったものが、照射後20
〜55mm-1に増加する。この測定器は表面粗さ測定器：サ
ーフコム554A（東京精密社製）と円周粗さ駆動部 E-RM-
S07A（同社製）とを組み合わせ、触針径10μm 、触針荷
重0.07mNのピックアップを取り付けたもので、測定条件
はカットオフ：0.32mm、測定速度：0.3mm/秒、測定長
さ：0.50mm、深さ方向倍率： 2,000倍で、ロール周方向
倍率を50倍としてチャートに記録した。測定は20℃に調
整したサンプルを用いた。10点平均粗さは測定器の演算
機能により求め、平均波数はチャートに記録した波形を
カウントして求めた。この凹凸と印字特性との関係につ
いては、特開平６-41437号公報にも示されている通り、
表面に凹凸があると、そこにトナーが引っかかるため、
トナーの搬送量、搬送力が経時変化せず、結果的に印字
特性が一定になるのである。
【００１３】
【実施例】以下、試験例および比較例を挙げて本発明を
更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例の
記載によって限定されるものではない。 （試験例１〜４、比較例１〜３）導電性軸体として、Ｓ
ＵＭ22に無電解ニッケル鍍金した直径10mm、長さ 250mm
のシャフトを用い、これにシリコーン系プライマー・プ
ライマー No.16（信越化学工業社製、商品名）を塗布
し、ギヤーオーブン中で 150℃、10分間焼き付け処理を
施した。導電性シリコーンゴム組成物として、有機過酸
化物反応型のシリコーン生ゴム・KE-78VBS（信越化学工
業社製、商品名） 100重量部に、カーボンブラック・サ
ーマルブラック（旭カーボン社製、商品名）10重量部、
煙霧質シリカ系充填材・アエロジル200 （日本アエロジ
ル社製、商品名）25重量部を添加し、加圧ニーダーで混
練した後、さらに有機過酸化物系加硫剤・C-8 （信越化
学工業社製、商品名） 2.0重量部を添加したものを準備
した。
更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例の
記載によって限定されるものではない。 （試験例１〜４、比較例１〜３）導電性軸体として、Ｓ
ＵＭ22に無電解ニッケル鍍金した直径10mm、長さ 250mm
のシャフトを用い、これにシリコーン系プライマー・プ
ライマー No.16（信越化学工業社製、商品名）を塗布
し、ギヤーオーブン中で 150℃、10分間焼き付け処理を
施した。導電性シリコーンゴム組成物として、有機過酸
化物反応型のシリコーン生ゴム・KE-78VBS（信越化学工
業社製、商品名） 100重量部に、カーボンブラック・サ
ーマルブラック（旭カーボン社製、商品名）10重量部、
煙霧質シリカ系充填材・アエロジル200 （日本アエロジ
ル社製、商品名）25重量部を添加し、加圧ニーダーで混
練した後、さらに有機過酸化物系加硫剤・C-8 （信越化
学工業社製、商品名） 2.0重量部を添加したものを準備
した。
【００１４】これを内径20mmの円筒型キャビティーから
なる圧縮成形金型にて、 175℃、10分間、前記シャフト
と加硫接着成形した。その後、ギヤーオーブン中で 200
℃、７時間二次加硫を行い、円筒研削盤で研磨して、直
径18mm、ゴム部長さ 210mm、表面粗さ 8.5μｍ（RZ）
の、導電性軸体の外周面にソリッド状の弾性半導体層を
備えた、ロール状成形品を得た。次に、ロール状成形品
の芯金を回転軸として回転させながら、低圧水銀ランプ
（定格電力80Ｗ、ランプ出力１W/cm）で、照射距離20mm
で表１に示す時間照射し、実施例１〜４および比較例２
〜３の半導電性ロールを得た。得られた半導電性ロール
を、図２に示した電子写真式プリンターに現像ロールと
して装着し、長時間使用を想定して連続印字試験を実施
し、下記の測定を行った。また比較例１として、上記ロ
ール状成形品をそのまま現像ロールとして使用し、同様
の試験を行った。同時に現像ロール表面の顕微鏡観察を
実施したが、すべての現像ロールにおいてトナーの固着
は見られなかった。以上の結果を表１に併記した。
なる圧縮成形金型にて、 175℃、10分間、前記シャフト
と加硫接着成形した。その後、ギヤーオーブン中で 200
℃、７時間二次加硫を行い、円筒研削盤で研磨して、直
径18mm、ゴム部長さ 210mm、表面粗さ 8.5μｍ（RZ）
の、導電性軸体の外周面にソリッド状の弾性半導体層を
備えた、ロール状成形品を得た。次に、ロール状成形品
の芯金を回転軸として回転させながら、低圧水銀ランプ
（定格電力80Ｗ、ランプ出力１W/cm）で、照射距離20mm
で表１に示す時間照射し、実施例１〜４および比較例２
〜３の半導電性ロールを得た。得られた半導電性ロール
を、図２に示した電子写真式プリンターに現像ロールと
して装着し、長時間使用を想定して連続印字試験を実施
し、下記の測定を行った。また比較例１として、上記ロ
ール状成形品をそのまま現像ロールとして使用し、同様
の試験を行った。同時に現像ロール表面の顕微鏡観察を
実施したが、すべての現像ロールにおいてトナーの固着
は見られなかった。以上の結果を表１に併記した。
【００１５】（測定項目） ・表面粗さ：万能粗さ試験機を用いて、ロールの外周方
向の十点平均粗さを測定した。 ・ロール抵抗：紫外線照射前のゴムロールを、ゴム全長
よりも５mm長い金めっき電極の上に置き、ゴムロールの
両端にそれぞれ500gの分銅をかけ、10Ｖの電圧を印加
し、導電性軸体とゴム表面の間の抵抗値を測定した。 ・表面粗さの平均空間周波数（表中、平均空間周波数と
する）：粗さ試験機による断面曲線（ロール周方向）の
単位長さ当りの山頂および極部山頂の数をもって、表面
粗さの平均空間周波数とした。 ・耐久試験前後のロール重量変化（表中、ロール重量変
化とする）：耐久試験前後のロール重量を電子天秤で測
定し、その差をロール重量変化（＝摩耗量）とした。 ・カブリ：電子写真式プリンターでの連続印字試験によ
り、黒べた、網点、５％デューティー、白地印字などを
繰り返し、５％デューティー画像の白地部のマクベス濃
度を、マクベス濃度計を用いて測定した。 ・印字濃度：カブリと同様の方法で印字した黒べた印字
部のマクベス濃度を、マクベス濃度計を用いて測定し
た。
向の十点平均粗さを測定した。 ・ロール抵抗：紫外線照射前のゴムロールを、ゴム全長
よりも５mm長い金めっき電極の上に置き、ゴムロールの
両端にそれぞれ500gの分銅をかけ、10Ｖの電圧を印加
し、導電性軸体とゴム表面の間の抵抗値を測定した。 ・表面粗さの平均空間周波数（表中、平均空間周波数と
する）：粗さ試験機による断面曲線（ロール周方向）の
単位長さ当りの山頂および極部山頂の数をもって、表面
粗さの平均空間周波数とした。 ・耐久試験前後のロール重量変化（表中、ロール重量変
化とする）：耐久試験前後のロール重量を電子天秤で測
定し、その差をロール重量変化（＝摩耗量）とした。 ・カブリ：電子写真式プリンターでの連続印字試験によ
り、黒べた、網点、５％デューティー、白地印字などを
繰り返し、５％デューティー画像の白地部のマクベス濃
度を、マクベス濃度計を用いて測定した。 ・印字濃度：カブリと同様の方法で印字した黒べた印字
部のマクベス濃度を、マクベス濃度計を用いて測定し
た。
【００１６】（合否判定） ・カブリ：初期、耐久後カブリとも、 0.015を超えるも
のについては、不合格。 ・印字濃度：初期、耐久後濃度とも、 1.3未満のものに
ついては、不合格。 ・トナー固着：耐久試験後のロール表面を顕微鏡観察
し、固着が見られたものについては、不合格。 ・耐久後総合印字特性：濃度ムラ（黒べた）、縦黒ス
ジ、縦白スジ、画像の流れ等がみられたものは、不合
格。
のについては、不合格。 ・印字濃度：初期、耐久後濃度とも、 1.3未満のものに
ついては、不合格。 ・トナー固着：耐久試験後のロール表面を顕微鏡観察
し、固着が見られたものについては、不合格。 ・耐久後総合印字特性：濃度ムラ（黒べた）、縦黒ス
ジ、縦白スジ、画像の流れ等がみられたものは、不合
格。
【００１７】
【表１】
【００１８】
【発明の効果】本発明の半導電性ロールは、弾性半導電
体層の表面に紫外線照射することにより、ゴム表面の凹
凸の大きさと密度が増し、表面の耐摩耗性が増すため
に、印字耐久試験後の印字特性および画像濃度を維持す
ることができる。また、そのときの黒ベタの濃度は、ロ
ール表面の凹凸の状態、摩擦係数、電気抵抗値に依存す
るため、初期印字の濃度が十分に確保され、耐久試験後
も十分な濃度を得ることができる。更に、この半導電性
ロールは弾性半導電体層がシリコーンゴムであるため、
空気中の水分による加水分解がなく、潜像担持体への固
着やトナーの固着がない。
体層の表面に紫外線照射することにより、ゴム表面の凹
凸の大きさと密度が増し、表面の耐摩耗性が増すため
に、印字耐久試験後の印字特性および画像濃度を維持す
ることができる。また、そのときの黒ベタの濃度は、ロ
ール表面の凹凸の状態、摩擦係数、電気抵抗値に依存す
るため、初期印字の濃度が十分に確保され、耐久試験後
も十分な濃度を得ることができる。更に、この半導電性
ロールは弾性半導電体層がシリコーンゴムであるため、
空気中の水分による加水分解がなく、潜像担持体への固
着やトナーの固着がない。
【図１】（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の半導電性ロ
ールの異なる態様を例示する断面説明図である。
ールの異なる態様を例示する断面説明図である。
【図２】実施例で使用した電子写真式プリンターの断面
説明図である。
説明図である。
１…導電性軸体、２ａ…非発泡性弾性半導電体層、２ｂ
…スポンジ状の弾性半導電体層、３…紫外線照射による
表面硬化層、10…感光ドラム、11…帯電ロール、12…現
像ロール、13…トナー搬送ロール、14…転写ロール、15
…クリーニングロール、16…撹拌機、17…摩擦帯電ブレ
ード、18…ＬＥＤアレイ、19…容体、20…記録紙。
…スポンジ状の弾性半導電体層、３…紫外線照射による
表面硬化層、10…感光ドラム、11…帯電ロール、12…現
像ロール、13…トナー搬送ロール、14…転写ロール、15
…クリーニングロール、16…撹拌機、17…摩擦帯電ブレ
ード、18…ＬＥＤアレイ、19…容体、20…記録紙。
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 Ｃ０８Ｌ 83/04 ＬＲＸ Ｃ０８Ｌ 83/04 ＬＲＸ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｄ
Claims (2)
- 【請求項１】導電性軸体の外周面に、半導電性シリコー
ンゴムからなる弾性半導電体層を形成し、その表面に主
波長が253.7nm 及び 184.9nmで、積算光量が 1.2〜76J/
cm2 である紫外線照射を行って、表面層の耐摩耗性を向
上させると共に微細な凹凸を高密度に生成させたことを
特徴とする半導電性ロール。 - 【請求項２】導電性軸体の外周面に、半導電性シリコー
ンゴムからなる弾性半導電体層を形成し、その表面に主
波長が253.7nm 及び 184.9nmで、積算光量が 1.2〜76J/
cm2 である紫外線照射を行って、表面層の耐摩耗性を向
上させると共に微細な凹凸を高密度に生成させたことを
特徴とする半導電性ロールの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062334A JPH09250539A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 半導電性ロールとその製造方法 |
| DE69728924T DE69728924T2 (de) | 1996-03-19 | 1997-03-14 | Halbleitende Silikon-Gummirolle und ihr Herstellungsverfahren |
| US08/818,017 US5827160A (en) | 1996-03-19 | 1997-03-14 | Semiconductive silicone rubber roller thereof |
| EP97400581A EP0797127B1 (en) | 1996-03-19 | 1997-03-14 | Semiconductive silicone rubber roller and method for the preparation thereof |
| MYPI97001152A MY113645A (en) | 1996-03-19 | 1997-03-18 | Semiconductive silicone rubber roller and method for the preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8062334A JPH09250539A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 半導電性ロールとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09250539A true JPH09250539A (ja) | 1997-09-22 |
Family
ID=13197139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8062334A Pending JPH09250539A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 半導電性ロールとその製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5827160A (ja) |
| EP (1) | EP0797127B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09250539A (ja) |
| DE (1) | DE69728924T2 (ja) |
| MY (1) | MY113645A (ja) |
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