JPH09297454A

JPH09297454A - 画像形成装置の帯電ローラ及びその製造方法

Info

Publication number: JPH09297454A
Application number: JP13574096A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Itou; 伯志伊藤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1996-05-01
Filing date: 1996-05-01
Publication date: 1997-11-18

Abstract

(57)【要約】【課題】電子写真方式の画像形成装置に用いる帯電ロ
ーラ等の中抵抗ローラを、発泡等の不具合を解消できる
ようにマイクロ波加硫が可能で、低温、低湿時の電位低
下の少ない材料構成のものとする。【解決手段】芯金の外周に設ける弾性層の材料となる
エピクロルヒドリンゴムを、エピクロルヒドリンが３５
＜Ａ＜５０モル％（Ａはエピクロルヒドリンのモル
％）、エチレンオキサイドが５０＜Ｂ＜６５モル％（Ｂ
はエチレンオキサイドのモル％）、アリルグリシジルエ
ーテルが０≦Ｃ≦１０モル％（Ｃはアリルグリシジルエ
ーテルのモル％）で構成される二元重合体ゴム、三次元
共重合体ゴムまたは上記構成成分よりなるゴム混合物か
ら選ぶ。このエピクロルヒドリン系ゴム１００重量部に
対して、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カ
ルシウム、水酸化マグネシウムを、４種合計で０．５〜
１０重量部配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置で使
用される帯電装置に用いられる帯電ローラ及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、カールソンプロセスに代表される
電子写真方式の画像形成装置では、感光体表面を一様に
帯電する方式として、感光体表面に帯電部材、例えば帯
電ローラ、帯電ブレード、帯電ブラシ等を接触させて帯
電処理を行う接触帯電方式が用いられている。この接触
帯電方式では、帯電部材に印加する電圧が１〜２ＫＶ程
度と小さく、かつオゾン発生量が非常に少ないという利
点があるが、とくに帯電ブレードや帯電ブラシよりも帯
電ローラを用いた方が感光体に対する接触状態が安定す
る。

【０００３】図１は接触帯電方式に用いられる帯電ロー
ラの構成を示す断面図である。図中、１０１は導電性の
芯金で、その外周に中抵抗の導電性弾性層１０２を形成
し、さらに導電性弾性層１０２の表面に感光体と接する
非粘着性の表面層１０３を形成してある。図２は、上述
のような帯電ローラを用いる画像形成装置の主要構成を
示す概念図である。図中、２０１は静電潜像が形成され
る感光体ドラム、２０２は感光体ドラム２０１に接触し
て帯電処理を行う帯電ローラ、２０４は感光体２０１の
静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ、２０５は帯
電ローラ２０２に直流電圧を印加するための電源、２０
６は感光体ドラム２０１上のトナー像を給紙部から搬送
されてきた記録紙２０７に転写処理する転写ローラ、２
０８は感光体ドラム２０１表面の残留トナーの除去及び
回収を行うクリーニング装置、２０９は感光体ドラム２
０１の表面電位を測定する表面電位計である。また、波
状矢印Ｌはレーザ光あるいは原稿の反射光等の露光を示
している。なお、図２では、他の電子写真プロセスにお
いて通常必要な機能ユニットは省略してある。

【０００４】以上のように構成された画像形成装置にお
いては、感光体ドラム２０１の表面を、この感光体ドラ
ム２０１に接触する帯電ローラ２０２に対して直流電圧
を電源２０５から給電することによって一様に高電位に
帯電する。その直後、感光体ドラム２０１面に画像形成
光（露光）を照射すると、照射部分の電位が低下する。
画像形成光は、画像の黒／白に応じた光量の分布である
ため、画像形成光の照射によって感光体ドラム２０１面
に記録画像に対応する電位分布、すなわち静電潜像が形
成される。静電潜像が形成された部分が現像ローラ２０
４を通過すると、その電位の高低に応じてトナーが付着
し、静電潜像を可視像化したトナー像が形成される。ト
ナー像が形成された部分に所定のタイミングでレジスト
ローラ（図示せず）により記録紙２０７を搬送し、上記
トナー像に重ねるとトナー像が転写ローラ２０６によっ
て記録紙２０７に転写され、その後、記録紙２０７は感
光体ドラム２０１から分離される。分離された記録紙２
０７を搬送経路を通して搬送し、定着ユニット（図示せ
ず）によって熱加圧定着した後、機外へ排出する。ま
た、上記転写終了後、感光体ドラム２０１の表面はクリ
ーニング装置２０８によりクリーニング処理し、さらに
クエンチングランプ（図示せず）により残留電荷を消去
して次回の作像処理に備える。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで上述のよう
に、帯電ローラは主に中抵抗弾性層の表面に非粘着層を
形成して構成するが、中抵抗弾性層としては、（１）導
電性材料を高抵抗ポリマー中に分散させた材料（分散系
材料：主に電子性伝導）、（２）分子構造中に極性基を
有する材料（非分散系材料：主にイオン性伝導）等が挙
げられるが、少なくとも数ｋＶ以上の耐電圧を有し、か
つできるだけ電気抵抗が低いことが必要な条件となる。
しかし、上記（１）の場合は分散系であるため、感光体
ピンホールに対してリーク現象が生じやすく、また加工
時における分散状態、導電フィラーの破壊度合が顕著に
抵抗値に影響を与えるため、（２）の分類となる材料が
選定される。

【０００６】従来より（２）の材料としてエピクロルヒ
ドリンゴムがよく使用される。しかし、イオン性伝導の
欠点となる環境変化に対する抵抗変化が大きく、特に低
温、低湿時の抵抗上昇が問題となる場合が多い。即ち、
同じ印加電圧に対しての帯電電位が低温、低湿時に低下
するため、電位不足になることがあった。

【０００７】またエピクロルヒドリンゴムは極性基をも
つため、加硫法としてはマイクロ波加硫が可能かつ効率
的であるが、従来用いられる弾性層の加工としてはゴム
押し出しから蒸気加硫へのいわゆるバッチ加工であり、
連続加硫が難しく、このため省エネルギー化あるいは省
人化が困難であった。また、エピクロルヒドリンゴムを
マイクロ波加硫した場合には、加硫時の発泡の発生によ
り帯電ローラとしては不良となる場合があった。また、
ローラの耐圧縮永久歪性が著しく低下する場合もあっ
た。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑み、弾性層
材料として発泡等の不具合を解消できるようにマイクロ
波加硫が可能であり、低温、低湿時の電位低下の少ない
材料構成の帯電ローラとその製造方法を提供することを
目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置の帯電ローラは、上記目的を達成するために、複写機
等の画像形成装置に使用される帯電ローラであって、弾
性層材料である共重合体ゴムまたはゴム混合物の構成単
位が、エピクロルヒドリンが３５＜Ａ＜５０モル％（Ａ
はエピクロルヒドリンのモル％）、エチレンオキサイド
が５０＜Ｂ＜６５モル％（Ｂはエチレンオキサイドのモ
ル％）、アリルグリシジルエーテルが０≦Ｃ≦１０モル
％（Ｃはアリルグリシジルエーテルのモル％）であるエ
ピクロルヒドリン系ゴム１００重量部に対して、カルシ
ウム及びマグネシウムの酸化物あるいは水酸化物を合計
０．５〜１０重量部配合してなることを特徴とする。

【００１０】また本発明に係る画像形成装置の帯電ロー
ラの製造方法は、上記弾性層材料をマイクロ波照射によ
り加硫することを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を説明す
る。なお以上及び以下では帯電ローラについてのみ説明
するが、本発明は転写ローラ、現像ローラ等の中抵抗ロ
ーラについても適用できる。

【００１２】本発明の実施形態に使用するエピクロルヒ
ドリンゴムは、エピクロルヒドリンが３５＜Ａ＜５０モ
ル％（Ａはエピクロルヒドリンのモル％）、エチレンオ
キサイドが５０＜Ｂ＜６５モル％（Ｂはエチレンオキサ
イドのモル％）、アリルグリシジルエーテルが０≦Ｃ≦
１０モル％（Ｃはアリルグリシジルエーテルのモル％）
で構成される二元重合体ゴム、三次元共重合体ゴムまた
は上記構成成分よりなるゴム混合物から選ぶ。アリルグ
リシジルエーテルの導入は耐老化性の向上となる。ただ
し、アリルグリシジルエーテルが１０モル％を超えると
マイクロ波加硫時にローラ上に発泡が多発する。

【００１３】上述のようなエピクロルヒドリン系ゴムに
配合する酸化カルシウム、酸化マグネシウム、水酸化カ
ルシウム、水酸化マグネシウムは、エピクロルヒドリン
系ゴム１００重量部に対して４種合計（単品あるいは２
〜４種の組み合わせも可）として０．５〜１０重量部、
好ましくは１〜７重量部を選ぶ。配合量が少ないと発泡
が発生し、また多すぎるとマイクロ波エネルギーの効率
が低下する。即ちマイクロ波加熱部直後のローラ温度が
低下する。

【００１４】本実施形態の帯電ローラの弾性層には、他
に充填剤、老化防止剤、加硫剤等自由に配合できる。但
し、カーボンブラック等の導電性粒子は、既述のように
感光体リークの問題があるため避けるべきである。なお
充填剤としては、白色フィラー（炭酸カルシウム、ホワ
イトカーボン等）がよく選定されるが、水分量の少ない
フィラーを使うか、あるいはフィラーを前もって加熱し
水分除去する等の加工をした後ゴム練りする等水分を減
少した状態でマイクロ波加硫した方が発泡がなく良好で
ある。

【００１５】

【実施例及び比較例】本発明に係る帯電ローラの実施例
及び比較例を下記の表１に示す。

【表１】上記表１中で、Ａはエピクロルヒドリン、Ｂはエチレン
オキサイド、Ｃはアリルグリシジルエーテルを示し、１
〜６が本発明の実施例を、７〜１２が比較例を示す。ま
た加硫後の発泡の項については、○は発泡なしを、△は
目視でわずかに発泡ありと認められたものを、×は目視
ではっきりと発泡が認められたものを、××は成形しな
かったものを示す。また低温、低湿時のローラ電位の項
については、ゴム厚３ｍｍ時、１０℃１５％と２３℃５
０％との電位差（１５００Ｖ印加時）で、○は２５０Ｖ
以下を、△は２５０〜３５０Ｖを、×は３５０Ｖ以上を
示す。

【００１６】実施例及び比較例の帯電ローラの製造にあ
たっては、使用マイクロ波は２４５０ＭＨｚで、クロス
ヘッド押し出し機から出たゴムローラを、加硫温度に保
持したマイクロ波加熱部に連続搬送し、さらに、ローラ
の加硫後の熱ひずみをとるために１５０〜２００℃に加
熱した熱風炉を通した。そして加硫後の発泡状態を目視
にて観察後、円筒研削盤にてローラを研削し、１５００
Ｖ印加時の帯電電位を常温状態と低温、低湿状態それぞ
れで測定した。表１より分かるように本発明の実施例に
係る帯電ローラは、発泡、ローラ電位共に良好である。

【００１７】

【発明の効果】請求項１に係る画像形成装置の帯電ロー
ラは、以上説明してきたように、エピクロルヒドリン、
エチレンオキサイド、アリルグリシジルエーテルを所定
の範囲で組み合わせることにより、環境変化、特に低
温、低湿時の電位低下を少なくし、電位不良による画像
抜け等を防ぐことができるようになるという効果があ
る。また、カルシウム及びマグネシウムの酸化物あるい
は水酸化物を所定の範囲で配合することでマイクロ波加
硫時の発泡を防ぐことができるようになるという効果も
ある。

【００１８】請求項２に係る画像形成装置の帯電ローラ
の製造方法は、以上説明してきたように、所定の範囲で
組み合わせエピクロルヒドリン、エチレンオキサイド、
アリルグリシジルエーテルに、カルシウム及びマグネシ
ウムの酸化物あるいは水酸化物を所定の範囲で配合し、
これをマイクロ波照射により加硫するようにしたので、
分レベルで加硫が可能となり、押し出し加工からの連続
加硫ができ、これによって省人化、マイクロ波使用によ
る省エネルギー化も可能になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】接触帯電方式に用いられる帯電ローラの構成を
示す断面図である。

【図２】図１のような帯電ローラを用いる画像形成装置
の主要構成を示す概念図である。

【符号の説明】

１０１芯金１０２導電性弾性層１０３表面層２０１感光体ドラム２０２帯電ローラ２０４現像ローラ２０５電源２０６転写ローラ２０７記録紙２０８クリーニング装置２０９表面電位計Ｌ露光

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複写機等の画像形成装置に使用される帯
電ローラであって、弾性層材料である共重合体ゴムまた
はゴム混合物の構成単位が、エピクロルヒドリンが３５
＜Ａ＜５０モル％（Ａはエピクロルヒドリンのモル
％）、エチレンオキサイドが５０＜Ｂ＜６５モル％（Ｂ
はエチレンオキサイドのモル％）、アリルグリシジルエ
ーテルが０≦Ｃ≦１０モル％（Ｃはアリルグリシジルエ
ーテルのモル％）であるエピクロルヒドリン系ゴム１０
０重量部に対して、カルシウム及びマグネシウムの酸化
物あるいは水酸化物を合計０．５〜１０重量部配合して
なることを特徴とする画像形成装置の帯電ローラ。
【請求項２】上記請求項１における弾性層材料をマイ
クロ波照射により加硫することを特徴とする画像形成装
置の帯電ローラの製造方法。