(57)【要約】【課題】樹脂筒状部材を芯金上でローラ軸方向に繋ぎ合わされて構成された筒状部材の外径のばらつきを抑えることのできる導電性ローラを提供する。【解決手段】導電性ローラ１０は、導電性筒状部材３を、外周円筒部５と、外周円筒部５を芯金に対して支持する複数のリブ６とで構成するとともに、筒状部材３の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブ６の少なくとも一部を切り欠いて構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金の周上に樹脂よりなる複数の導電性の筒状部材を軸方向に連結して構成されたシャフト部材と、このシャフト部材の周囲に形成された被覆層とを具えてなる導電性ローラにおいて、
前記筒状部材を、外周円筒部と、外周円筒部を芯金に対して支持する複数のリブとで構成するとともに、前記筒状部材の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブの少なくとも一部を切り欠いてなる導電性ローラ。
【請求項２】
前記リブの半径方向内側を相互に連結する内側円筒部を設けてなる請求項１に記載の導電性ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導電性ローラに関し、詳しくは、複写機やプリンタ等の画像形成装置において各種ローラ部材として用いられる導電性ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、画像形成の各工程で、転写ローラ、現像ローラ、トナー供給ローラ、帯電ローラ、クリーニングローラ、中間転写ローラ、ベルト駆動ローラ等の、導電性を付与した導電性ローラが用いられている。
【０００３】
このような導電性ローラは、シャフト部材の外側に導電性の被覆層を形成して構成されているが、このような導電性ローラを軽量にするため、シャフト部材を中空の導電剤入りの樹脂よりなる筒状部材で構成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そして、樹脂の熱収縮による変形を抑えるため、短い長さの筒状部材を成形し、この樹脂筒状部材を芯金上にローラ軸方向に繋ぎ合わせて、所定の長さのシャフト部材とするものも提案されている。
【特許文献１】特開２００４−１５０６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、導電性ローラの外径寸法に対する要求精度はますます高まっており、シャフト部材の外径のバラツキを小さくすることが求められている現状にあって、樹脂筒状部材の外径は、それが短い長さのものであっても、熱収縮の影響によって、長さ方向中央部に対して、両端部での外径が大きくなる傾向があり、このことによって、ローラ長さ方向には外径の大きな部分と小さな部分とが交互に出現して外径精度を悪化させていることがわかってきた。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、樹脂筒状部材を芯金上でローラ軸方向に繋ぎ合わされて構成された樹脂筒状部材の外径のばらつきを抑えることのできる導電性ローラを提供する目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜１＞は、芯金の周上に樹脂よりなる複数の導電性の筒状部材を軸方向に連結して構成されたシャフト部材と、このシャフト部材の周囲に形成された被覆層とを具えてなる導電性ローラにおいて、
前記筒状部材を、外周円筒部と、外周円筒部を芯金に対して支持する複数のリブとで構成するとともに、前記筒状部材の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブの少なくとも一部を切り欠いてなる導電性ローラである。
【０００７】
＜２＞は、＜１＞において、前記リブの半径方向内側を相互に連結する内側円筒部を設けてなる導電性ローラである。
【発明の効果】
【０００８】
＜１＞によれば、筒状部材の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、リブの少なくとも一部を切り欠いているので、成形後の熱収縮において、両端部にはリブがないことによって半径方向内側への収縮が軸方向中央部に対して大きくなるとともに、筒状部材を芯金に嵌合させて組み付けた状態においては、嵌合部分のない両端部に対して、中央部は、芯金との嵌合により内径が拡径し、その分外径も拡径することにより、軸方向中央部における外径の、両端部におけるそれとの差を小さくすることができ、外径のばらつきを小さくすることができる。
【０００９】
＜２＞によれば、前記リブの半径方向内側を相互に連結する内側円筒部を設けるので、リブの半径方向内側端の変形を防止して周方向の均一性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、図に基づいて説明する。図１は、この実施形態の導電性ローラを示す図であり、図１（ａ）は、ローラ中心軸を通る断面における断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるｂ−ｂ断面に対応する断面図であり、導電性ローラ１０は、芯金２の周上に樹脂よりなる複数（図示の場合5個）の導電性の筒状部材３を軸方向に連結して構成されたシャフト部材１と、シャフト部材１の周囲に形成された被覆層４とを具えてなり、筒状部材３は、外周円筒部５と、外周円筒部５を芯金２に対して支持する複数のリブ６と、これらのリブ６を、相互に半径方向内側で繋ぐ内周円筒部７とで構成されている。
【００１１】
リブは周方向に、例えば等間隔に配列され、それらのリブ５は、筒状部材３の長さ方向両端部のそれぞれにおいて、少なくとも一部が、外周円筒部５より短い長さに切り欠かれている。
【００１２】
このように、筒状部材３の両端部において、リブ６の一部を切り欠くことによって、筒状部材３の両端部と中央部との外径の差を極めて小さくすることができるが、このことについて、以下に説明を加える。
【００１３】
図３は、従来の構造の筒状部材９３を示し、この場合、リブ９６が外周円筒部９５と同じ長さとなるよう形成されており、この場合、軸方向中央部と両端部との冷却速度の違いよって、軸方向中央部での外径ｂは、両端部における外径ａより小さい、いわゆる鼓状の形となってしまっていたが、本発明では、リブ６の、筒状部材両端部の一部を切り欠いているので、半径方向の収縮が、軸方向中央部より両端部で大きくなることと、筒状部材３を芯金２に嵌入したとき、中央部の外径がこの嵌入によって拡大するのに対して、両端部ではこの拡径が生じないことの二つの理由によって、軸方向両側の外径を中央部の外径に対し相対的に縮小することができ、その結果、これらの外径差を小さくして外径のばらつきを抑えることができる。
【００１４】
ここでリブ６の切欠長さは、リブ６の半径方向延在幅に全幅に亘って切り欠いた場合、外周円筒部５の10〜35%とするのが好ましく、これを、10%未満とした場合には、軸方向両端の外径を中央部に対して十分近づけることができず、一方、切欠長さを外周円筒部５の35%を越えるものとした場合には、リブ６の外周円筒部５に対する支持効果が小さくなり、使用時における変形が大きくなってしまう。
【００１５】
図３は、他の実施形態における導電性ローラの筒状部材を示す断面図とその側面図であり、筒状部材１３は、外周円筒部１５と、リブ１６とだけよりなり、この場合、リブ１６の半径方向内側端が直接芯金２に接触し、このことによって外径円筒部１５を支持することとなる。
【００１６】
また、リブの円筒状部材両端部における切欠の幅は、半径方向全幅に亘らなくともよく、例えば図４に示すように、リブ２６の一部２６Ａを残して切り欠くこともできる。
【００１７】
筒状部材３、１３に用いる樹脂材料としては、適度の強度を有するとともに、射出成型等により成形可能なものであればよく、汎用樹脂やエンジニアリングプラスチックの中から適宜選定することができ、特に制限されるものではない。具体的には、エンジニアリングプラスチックとしては、例えば、ポリアセタール、ポリアミド樹脂（例えば、ポリアミド６、ポリアミド６・６、ポリアミド１２、ポリアミド４・６、ポリアミド６・１０、ポリアミド６・１２、ポリアミド１１、ポリアミドＭＸＤ６（メタキシレンジアミンとアジピン酸とから得られるポリアミド）等）、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、液晶ポリマー、ポリテトラフルオロエチレンなどを挙げることができる。また、汎用樹脂としては、ポリプロピレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンなどが挙げられる。その他、メラミン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂等を用いることもできる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００１８】
上記の中でも、特にエンジニアリングプラスチックが好ましく、さらに、ポリアセタール、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリカーボネートなどが、熱可塑性で成形性に優れ、かつ、機械的強度に優れる点より、好ましい。特に、ポリアミド６・６、ポリアミドＭＸＤ６、ポリアミド６・１２、ポリブチレンテレフタレート、あるいはこれらの混合樹脂が好適である。なお、熱硬化性樹脂を用いることに差し支えはないが、リサイクル性を考慮すれば熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。
【００１９】
導電剤としては、樹脂材料中に均一に分散することができるものであれば各種のものを使用することが可能であるが、カーボンブラック粉末、グラファイト粉末、カーボンファイバーやアルミニウム、銅、ニッケルなどの金属粉末、酸化スズ、酸化チタン、酸化亜鉛などの金属酸化物粉末、導電性ガラス粉末などの粉末状導電剤が好ましく用いられる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。この導電剤の配合量は、目的とする導電ローラの用途や状況に応じて適当な抵抗値が得られるように選定すればよく、特に制限されるものではないが、通常は中空部材１０の材料全体に対して５〜４０重量％、特には、５〜２０重量％とすることが好ましい。
【００２０】
筒状部材３、１３の体積抵抗率については、上述のようにローラの用途等に応じて適宜設定すればよいが、通常は１×１０0〜１×１０12Ω・ｃｍ、好ましくは１×１０0〜１×１０6Ω・ｃｍ、より好ましくは１×１０0〜１×１０3Ω・ｃｍとする。
【００２１】
筒状部材３、１３の材料中には、必要に応じ補強や増量等を目的として各種導電性または非導電性の繊維状物やウィスカー、フェライトなどを配合することができる。繊維状物としては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維などの繊維を挙げることができ、また、ウィスカーとしては、チタン酸カリウムなどの無機ウィスカーを挙げることができる。これらは一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの配合量は、用いる繊維状物やウィスカーの長さおよび径、主体となる樹脂材料の種類や目的とするローラ強度等に応じて適宜選定することができるが、通常は材料全体の５〜７０重量％、特には１０〜２０重量％である。
【００２２】
また、芯金２としては、例えば、硫黄快削鋼やアルミニウム、ステンレス鋼等に、ニッケル、亜鉛めっき等を施したものを用いることができる。
【００２３】
シャフト部材１は、導電性ローラの芯部を構成するものであるため、ローラとして良好な性能を安定的に発揮させるために十分な強度が必要であり、通常、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１に準拠した曲げ強度で８０ＭＰａ以上、特に１３０ＭＰａ以上の強度を有することが好ましく、これにより良好な性能を長期にわたって確実に発揮することができる。なお、曲げ強度の上限については特に制限はないが、一般的には５００ＭＰａ以下程度である。
【実施例】
【００２４】
図３に示した実施形態の筒状部材１３を実施例として、その長さ方向両端部と中央部とにおける外径を測定した。また、図３におけるリブ１６が外周円筒部１５と同じ長さにまで延在する従来の筒状部材についても、同様の項目に関する測定を行った。表１にその結果を示す。
【００２５】
なお、実施例の筒状部材１３における全長Aは、58.9mm、リブ１３の切欠部の長さBは15mm、芯金２の径dは、5.5mmであり、外径の呼びDは17.4mmであった。また、外径の測定は、筒状部材１３を芯金に組み付け後の寸法を測定した。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
表１から明らかなように、実施例の導電性ローラは、従来に対比して、外径のばらつきを大きく減少させることができた。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る実施形態の導電性ローラを示す断面図である。
【図２】従来の導電性ローラにおける円筒部材の斜視図である。
【図３】他の実施形態の導電性ローラを示す断面図ある。
【図４】他の実施形態の導電性ローラの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  シャフト部材
２  芯金
３  筒状部材
４  被覆層
５  外周円筒部材 
６  リブ
７  内周円筒部材
１０  導電性ローラ
１３  筒状部材
１５  外周円筒部材
１６、２６  リブ
２６Ａ  リブの一部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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