(57)【要約】【課題】軽量にして、形状についての設計の自由度が高く、しかも、導電性ベルトとの間でのスリップの発生を有効に防止できる安価な駆動ローラを提供する。【解決手段】体積抵抗が１０２〜１０１０Ω・ｃｍの樹脂成形体よりなる樹脂ローラ２の、中空もしくは中実のローラ本体部分３の周面に、体積抵抗が１００〜１０１２Ω・ｃｍの弾性被膜５を設けてなる。【選択図】図１
2005345600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体積抵抗が１０２〜１０１０Ω・ｃｍの樹脂成形体よりなる樹脂ローラの、中空もしくは中実のローラ本体部分の周面に、体積抵抗が１００〜１０１２Ω・ｃｍの弾性被膜を設けてなる画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項２】
弾性被膜の表面粗さを、最大高さＲｍａｘで０．８〜２５μｍとしてなる請求項１に記載の画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項３】
弾性被膜の厚さを、０．１〜２ｍｍとしてなる請求項１もしくは２に記載の画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項４】
樹脂ローラのローラ本体部分に歯車を一体形成してなる請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項５】
樹脂ローラのローラ本体部分に、導電性ベルトのガイド部材を一体形成してなる請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項６】
歯車およびガイド部材の少なくとも一方の、ローラ本体部分に対する同心度を０．０３ｍｍ以下としてなる請求項４もしくは５に記載の画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項７】
弾性被膜を、発泡もしくは非発泡の、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン系ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴムまたはクロロプレンゴムにより形成してなる請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の、画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラを製造するに当り、
樹脂ローラのローラ本体部分を、均一な内径の成形空間をもつ本体金型により成形するとともに、そのローラ本体部分の軸端側に隣接する端部分を、本体金型に、雌雄のテーパ面の嵌合によって位置決めした、前記成形空間に連続する端部成形空間を具える端部金型により成形する、導電性ベルトの駆動ローラの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式あるいは静電記録方式の画像形成装置に用いられる転写ベルト、ベルト状感光体、トナー像受像体その他の導電性ベルトを走行させる駆動ローラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の、多くは樹脂材料製の導電性ベルトの駆動ローラとしては、特開２００３−２０２７７５号公報に開示されているように、アルミニウムなどの硬質材料を切削、研削等してなるコアローラの周面に、ウレタンゴム、シリコンゴム、ニトリルブタジエンゴムなどからなる弾性被膜を形成し、そして、この弾性被膜の表面を、サンドブラスト処理その他によって粗面化したもの、または、特開２００３−２９５５４８号公報に開示されているように、導電性樹脂材料の成形品にて構成するとともに、それの表面粗さを、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される最大高さＲｍａｘで１０μｍ以下としたもの等がある。
【特許文献１】特開２００３−２０２７７５号公報
【特許文献２】特開２００３−２９５５４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、特開２００３−２０２７７５号公報に開示された前者の駆動ローラでは、コアローラが、硬質材料の切削、研削等によって構成されることから、駆動ローラの重量が大きくなる他、コアローラの形状の自由度が低く、たとえばコアローラに歯車を一体形成する場合には、切削、研削等の作業工数が嵩むとともに、ローラコストが高くなるという問題があり、この一方で、別個に製造した歯車等をコアローラに事後的に組付ける場合には、その組付けのための作業工程が必要になるとともに、高い組付け精度の確保が難しいという問題があった。
【０００４】
また、特開２００３−２９５５４８号公報に開示された後者の駆動ローラは樹脂成形品であることから、軽量であるとともに、形状についての設計の自由度が高くなるも、駆動ローラと導電性ベルトとの間にスリップが発生し易く、導電性ベルトを高い精度で駆動することが困難であるという問題があった。
【０００５】
この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、それの主たる目的は、軽量にして、形状についての設計の自由度が高く、しかも、導電性ベルトとの間でのスリップの発生を有効に防止できる、画像形成装置用の導電性ベルトのための安価な駆動ローラを提供するにあり、そして他の目的は、上述のような駆動ローラを製造するに当って、樹脂ローラの本体部分と、それと一体に形成される各種の軸端部分との同心度を十分に高めることができる駆動ローラの製造方法を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る、画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラは、導電剤を配合した、体積抵抗が１０２〜１０１０Ω・ｃｍ、好適には１０２〜１０３Ω・ｃｍの樹脂成形体よりなる樹脂ローラの、中空もしくは中実のローラ本体部分の周面に、導電剤の配合下で、体積抵抗を１００〜１０１２Ω・ｃｍ、これも好適には１０１〜１０４Ω・ｃｍとした弾性被膜を、好ましくは０．１〜２ｍｍの厚みで形成したものである。
【０００７】
ここでより好ましくは、弾性被膜の表面粗さを、最大高さＲｍａｘで０．８〜２５μｍとする。
【０００８】
またここでは、樹脂ローラのローラ本体部分のたとえば端部に歯車を一体形成することおよび／または、そのローラ本体部分に、導電性ベルトのガイド部材、たとえば、導電性ベルトに設けたリブの嵌まり込みを許容する条溝を全周にわたって環状に設けたガイド部材を一体形成することが好ましい。
【０００９】
なおこの場合は、歯車およびガイド部材の少なくとも一方の、ローラ本体部分に対する同心度を０．０３ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００１０】
ところで、弾性被膜は、好ましくは、発泡もしくは非発泡の、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン系ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴムまたはクロロプレンゴムにより形成する。
【００１１】
この発明に係る、画像形成装置用の導電性ベルトの駆動ローラの製造方法は、樹脂ローラのローラ本体部分を、均一な内径の成形空間をもつ本体金型により成形するとともに、ローラ本体部分の軸端側に隣接する、歯車、ガイド部材、小径軸部等の端部分を、本体金型に、雌雄のテーパ面の嵌合によって位置決めした、前記成形空間に連続する端部成形空間を具える端部金型によって成形するにある。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る駆動ローラでは、樹脂成形体よりなる樹脂ローラをコアローラとすることで、駆動ローラを十分に軽量化できるとともに、高い設計の自由度の下で、その樹脂ローラのローラ本体部分に隣接する、歯車、ガイド部材等の端部分を、その本体部分に、高い同心度をもって簡単に、かつ安価に一体形成することができるので、歯車等の所要の端部分を切削加工、研削加工等によって形成する場合に比して作業工数を大きく低減させることができ、また、予め独立に製造した歯車等を、ローラ本体部分に隣接させて事後的に組付けるための工程を不要にするとともに、同心度の低下のおそれを十分に取り除くことができる。
【００１３】
またここでは、樹脂成形体、ひいては、樹脂ローラの体積抵抗を１０２〜１０１０Ω・ｃｍとすることにより、放電不良を抑えることができる。
【００１４】
そしてこの駆動ローラでは、樹脂ローラのローラ本体部分の周面に弾性被膜を設けることで、その弾性被膜の、導電性ベルトへの高い密着性の下で、導電性ベルトに対する摩擦力を高めて、その導電性ベルトへの動力伝達効率を高めることができる。
【００１５】
ここで、この動力伝達効率は、弾性被膜の表面粗さを、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される最大高さＲｍａｘで０．８〜２５μｍ、なかでも、０．８〜１２．５μｍとして、摩擦係数を高めることにより一層向上させることができる。
【００１６】
すなわち、Ｒｍａｘが０.８μｍ未満では、駆動ローラと導電ベルトとの間に相対ずれが生じるおそれが残り、一方、Ｒｍａｘが２５μｍを越えると、トナー画像にムラができるおそれがある。
【００１７】
このような弾性被膜は、それ自身の圧潰変形に起因するローラ径の大きな減少を防ぎ、また弾性被膜の厚さムラを防ぐために厚みの上限を２ｍｍとすることが好ましく、この一方で、弾性被膜の強度を確保し、安価に製造するために、最小厚みを０．１ｍｍとすることが好ましい。
【００１８】
ここで、弾性被膜の体積抵抗は、１００〜１０１２Ω・ｃｍとすることで、中間転写ベルト上のトナー像を記録紙に転写する際、トナーと逆の極性を与えるコロナ放電（２次転写）が安定して行われ、トナー像の良好な転写が行われることになる。
【００１９】
以上のような駆動ローラにおいて、樹脂ローラのローラ本体部分のたとえば端部に、駆動ローラに必須の歯車を一体形成したときは、先にも述べたように、別個に製造した歯車を事後的に組付ける場合に比し、組付け作業工程を不要とし、その歯車の、ローラ本体部分に対する高い同心度を常に確実に実現することができる。
そして、これらのことは、歯車に代えてもしくは加えて、導電性ベルトのガイド部材を、そのローラ本体部分に一体形成する場合にも同様である。
【００２０】
なおここで、ローラ本体部分に歯車とガイド部材との両者を一体形成する場合には、そのガイド部材を、ローラ本体部分と歯車との間に配設することが好ましく、また、ガイド部材は、ローラ本体部分の各端側に配設することもできる。
【００２１】
そしてこれらのいずれにあっても、歯車および／またはガイド部材の、ローラ本体部分に対する同心度は０．０３ｍｍ以下とすることが、好ましい。
すなわち、同心度（回転中心であるガイドの中心と本体の中心のズレ）がこの値を越えると、ガイド部が同じ周速で回転した場合、ガイドと本体の近接点では遅く、遠い点では速く中間転写ベルトが動くため、速度が不均一となって良好な画像が得られない。
【００２２】
ところで、弾性被膜は、発泡もしくは非発泡の、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン系ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴムまたはクロロプレンゴムによって形成することができる。
【００２３】
さらに、この発明に係る方法では、樹脂ローラのローラ本体部分を成形する本体金型に対し、歯車、ガイド部材および小径軸部等の少なくとも一つを成形する端部金型を、いずれか一方が雌型となり、他方が雄型となるテーパ面の嵌合による相互の面接触によって位置決めすることにより、その端部金型を本体金型に対し、軸線方向および半径方向の各方向に高い精度で位置決めすることができ、これがため、樹脂ローラのローラ本体部分に対する歯車等の一体形成を、極めて簡易に、かつ、常に高い同心度の下にて行うことができる。
【００２４】
しかもここでは、本体金型は共用として、端部金型だけを、所要の端部構成部材に応じて使い分けることより、少ない設備コストによって各種の軸端構造を有する樹脂ローラを安価に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、この発明に係る駆動ローラの実施形態を、一部を破断除去して示す斜視図であり、図中１は駆動ローラの全体を、そして２は、導電剤を配合した樹脂成形体よりなるコアローラとしての樹脂ローラをそれぞれ示す。
【００２６】
ここで、体積抵抗を１０２〜１０１０Ω・ｃｍ、好ましく１０２〜１０３Ω・ｃｍとした図示のこの樹脂ローラ２は、中空もしくは中実構造とされて、均一の円形横断面外輪郭形状を有するローラ本体部分３を具えるとともに、そのローラ本体部分３のそれぞれの端面から突出形成されて、ローラ本体部分３の中心軸線上に位置するそれぞれの中実の小径軸部４ａ、４ｂを具える。
【００２７】
図に示すところでは、一方の小径軸部４ａは、その端部分に、図に仮想線で示す歯車その他を取り付けるための回り止め平坦面４ｃを有し、他方の小径軸部４ｂは、それを軸受け支持等するため、全長にわたって円形の横断面輪郭形状を有する。
【００２８】
このような樹脂ローラ２のローラ本体部分３の周面に、導電剤の配合下で体積抵抗を１００〜１０１２Ω・ｃｍ、より好ましくは１０１〜１０４Ω・ｃｍとした発泡もしくは非発泡の弾性被膜５を、好ましくは、シリコーンゴム、ウレタンゴム、ポリブタジエン系ゴム、天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレンプロピレンジエンゴム、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴムまたはクロロプレンゴムに対する、樹脂ローラ２のディップ処理、ＬＩＭ成形、スプレー塗装等によって形成し、かかる弾性被膜５の表面粗さを、たとえばサンドブラスト処理、研磨処理、切削処理等を施すことによって、好ましくは、ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１に規定される最大高さＲｍａｘで０．８〜２５μｍ、より好ましくは０．８〜１２．５μｍとする。
【００２９】
また、このような弾性被膜５の厚さは０．１〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。
【００３０】
なお、図１に示すところでは、樹脂ローラ２のローラ本体部分３の両端に、それぞれの小径軸部４ａ、４ｂを同軸に突出形成することとしているも、ローラ本体部分３の端部に、図２（ａ）に示すように歯車６を一体形成することもでき、この歯車６に代えて、導電性エンドレスベルトの裏面側にその全周にわたって形成したリブの嵌まり込みを許容する条溝を全周にわたって環状に設けたガイド部材を、そのローラ本体部分３の端部に一体形成することもできる。
ところで、このガイド部材は、ローラ本体部分３の両方の端部に一体形成することが好ましい。
【００３１】
そしてこれらのいずれにあっても、駆動ローラ１の軸受け支持のためには、ローラ本体部分３の一方側では、歯車６またはガイド部材から、そしてローラ本体部分３の他方側では、ガイド部材またはローラ本体部分それ自体から、それぞれの小径軸部７を同軸に突出させてそれらと一体形成することが好ましい。
【００３２】
ローラ本体部分３の端部に、歯車６その他の所要の構成部材をこのように一体形成する場合には、先にも述べたように、別個に製造したその構成部材の、事後的な組付け作業工程が不要となり、また、その構成部材の、ローラ本体部分３に対する同心度を十分に高めることができる。
そしてこれらのことは、ローラ本体部分３の端部に、複数種類の構成部材を一体形成する場合にとくに効果的である。
【００３３】
図２（ｂ）は、ローラ本体部分３の両端に、それぞれのガイド部材８を一体形成するとともに、その本体部分３の一端側ではそのガイド部材８に、歯車６および小径軸部７を順次に、そして他端側では、そのガイド部材８に小径軸部７をそれぞれ一体形成した場合を示すものであり、ローラ本体部分３の端部に歯車６とガイド部材８とのそれぞれを一体形成する場合は、図示のように、歯車６がより軸端側に位置することになる。
【００３４】
以上のような駆動ローラ１、なかでも樹脂ローラ２を製造するに当っては、たとえば図３に要部を分解斜視図で例示するように、均一な内径の成形空間１１を有して、ローラ本体部分３の成形に寄与する金型本体１２と、その成形空間１１に連続して、ローラ本体部分３の軸端側に一体形成される小径軸部４ａを成形する成形空間１３を具える端部金型１４とを用い、それらの相互を、金型本体１２の端部分に設けた雄側テーパ面１５と、端部金型１４の端部分に設けた雌側テーパ面１６との嵌め合わせに基づくそれら両テーパ面１５、１６の面接触によって軸線方向および半径方向の各方向に位置決めした状態で、それぞれの成形空間１１、１３内へ樹脂材料を充填して成形を行う。
【００３５】
このことによれば、テーパ面１５、１６の面接触により、端部金型１４を、本体金型１２に対して高い精度で位置決めすることができるので、ローラ本体部分３の端部に一体形成される小径軸部４ａの、ローラ本体部分３に対する同心度を十分に高めることができる。
【００３６】
すなわち、雄側テーパ面１５および雌側テーパ面１６それぞれの同心度を０．００５ｍｍ以下とした場合には、それらの両テーパ面１５、１６の面接触下で成形を行うことで、小径軸部４ａの、ローラ本体部分３に対する同心度を０．０１ｍｍ以下とすることができる。
【００３７】
ところで、図に示すところでは、金型本体１２に雄側テーパ面１５を、そして端部金型１４に雌側テーパ面１６をそれぞれ設けることとしているも、これらの雌雄の関係を逆にしても同様の作用効果をもたらし得ることはもちろんである。
【００３８】
また、端部金型１４は、図４に例示するように、ローラ本体部分３に直接的に隣接する歯車６および、その歯車６に隣接する小径軸部７のそれぞれを成形する成形空間１７を具えるものとすることができる他、小径軸部に代えてもしくは加えて、歯車およびガイド部材等の一種以上を成形する空間を具えるものとすることもでき、これによれば、金型本体１２はそのままに、端部金型を所要に応じて選択することで、端部構成部材が相違する各種の樹脂ローラを、少ない金型設備の下で安価に製造することができる。
【００３９】
従ってたとえば、駆動ローラ用の樹脂ローラと、導電性ベルトの走行を案内するための従動ローラ用の樹脂ローラとのそれぞれの、ローラ本体部分の直径を同一に設定した場合には、端部金型の適宜の選択下で、それらの両樹脂ローラの成形金型を共用することが可能となって、設備コストのより一層の低減を図ることができる。
【実施例】
【００４０】
駆動ローラの弾性被膜をウレタンゴムにて形成するとともにＪＩＳ  Ｂ  ０６０１で規定する、表面粗さの最大高さＲｍａｘを種々に変化させた実施例ローラと、特開２００３−２９５５４８号公報に開示された、樹脂性の従来ローラとのそれぞれにつき、ナイロン製の導電性ベルトと駆動ローラとの間のスリップ状況を調べたところ表１に示す結果を得た。
【００４１】
【表１】
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表１によれば、実施例ローラでは、０．８〜２５μｍでとくにすぐれた耐スリップ性が得られることが解かる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】この発明に係る駆動ローラの実施形態を、弾性被膜の一部を破断除去して示す斜視図である。
【図２】他の実施形態を示す斜視図である。
【図３】成形金型の要部を示す分解斜視図である。
【図４】端部金型の他の例を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  駆動ローラ
２  樹脂ローラ
３  ローラ本体部分
４ａ、４ｂ、７  小径軸部
４ｃ  回り止め平坦面
５  弾性被膜
６  歯車
８  ガイド部材
１１、１３、１７  成形空間
１２  金型本体
１４  端部金型
１５、１６  テーパ面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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