JPH03284770A - 導電性ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電子写真複写機の現像ロール等に用いられ
る導電性ロールに関するものである。

〔従来の技術〕

一般に電子写真複写機は第３図のように構成され、つぎ
のようにして複写を行う。すなわち、軸Ｉａを中心に矢
印方向に回転する感光ドラム１がコロトロン２により一
様に帯電される。３は露光機構部でここを介して原稿光
像のスリット露光８が感光ドラム１表面に到達し、原稿
像に対応した静電潜像が感光ドラム１表面に形成される
。４は現像ロールであり上記静電潜像に対してトナーを
付着させトナー像を形成する。６は給紙機構ロールであ
り、複写紙１１を感光ドラム１表面に対して供給し、転
写装置５を介してトナー像を複写紙１１上に転写する。

７はトナー像が形成された複写紙１１を通過させて定着
する定着ロールである。このようにして、複写体（コピ
ー）が得られる。なお、感光ドラム１表面はクリーナー
９により転写残像や現像トナーを除去され、さらにイレ
ーサーランプ１０によって全面光照射をうけ零電位化さ
れつぎの帯電に備える。このような電子写真複写機にお
いて、現像ロール４は、通常、１０５〜１０″Ω・１、
特に１０６Ω・ｃｍ程度の導電性を備えていることが求
められている。そして、このような現像ロール４は、現
像剤（トナー）が非磁性の場合には、第４図に示すよう
に、金属シャフト（芯金）４１ａとその外周の導電層４
２ａによって構成され、現像剤（トナー）が磁性を有す
る場合は、第５図に示すように、金属スリーブ４１ｂと
その両端部分のエンドキャップ４１ｃと金属スリーブ４
１ｂ内のマグシャフト４１ｄと、さらに金属スリーブ４
１ｂの外周の導電層４２ｂによって構成されている。図
において、４３は軸受である。

近年、低コスト化等の観点から、上記導電層４２ａおよ
び４２ｂは、合成樹脂マトリックスにカーボン粉末等の
導電材を混入してなる導電性材料を円筒状に成形した成
形体により構成され、この成形体を上記金属シャツ）４
１ａまたは金属スリーブ４１ｂの外周面に外嵌すること
により上記現像ロール４が得られる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記導電性材料を用いて構成された導電
層４２ａまたは４２ｂを有する現像ロール４によって電
気抵抗の制御を図ることにより複写画像の均一性は確保
することはできても、画像自体の濃度が薄くなるという
現象が発生する。このような現象は、現像ロール４に対
する現像剤（トナー）の帯電性が低いことに起因してお
り、このことから上記電気抵抗の制御に加えて現像剤（
トナー）に対する帯電性に優れた現像ロール４が要求さ
れている。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、均
一な電気抵抗を有し、しかも帯電性に優れた導電性ロー
ルの提供をその目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の導電性ロールは
、軸体の外周に導電層が形成された導電性ロールにおい
て、上記導電層が、フェノール樹脂をマトリックス成分
とし、そのマトリックス成分中にチタンブラックおよび
磁性酸化鉄の少なくとも一方を分散して構成されている
という構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、電気抵抗が均一で、しかも帯
電性に優れた導電性ロールを得るために、この導電性ロ
ールの導電層を形成する導電性材料を中心に一連の研究
を重ねた。その結果、導電性材料のマトリックス成分と
してフェノール樹脂を用い、かつこのフェノール樹脂マ
トリックス成分に配合される導電材として、従来から用
いられているカーボン粉末に代えてチタンブラックおよ
び磁性酸化鉄の片方もしくは双方を用いると、導電性ロ
ールの導電層中において上記導電材がマトリックス成分
中に均一に分散して電気抵抗が均一となり、しかも帯電
性が向上することを見出しこの発明に到達した。

この発明の導電性ロールは、軸体と、その外周に形成さ
れる導電層とから構成されている。

上記軸体としては、特に限定するものではなく、金属製
の中実体からなる芯金や、内部を中空にくりぬいた金属
製の円筒体が使用される。

また、上記軸体の外周に円周に沿って形成される導電層
は、合成樹脂をマトリックスとし、そのマトリックス中
に特殊なＨＬ導電材分散してなるものである。そして、
その厚みは、一般に３０〜３００μｍに設定され、好適
には５０〜２００μ顛に設定される。

上記マトリックスとなる合成樹脂には、フェノール樹脂
が用いられ、特にレゾール型フェノール樹脂が好適であ
る。

上記合成樹脂マトリックス中に分散される特殊な導電材
は、分散性に優れたものであり、チタンブラックおよび
磁性酸化鉄の片方もしくは双方が用いられる。

上記チタンブラックは、酸化チタン系の化合物で黒色を
呈するものである。このチタンブラックは、二酸化チタ
ンの酸素を一部取り除くことで得られ、粒径が小さく、
また磁性を持たず、水系また有機系において分散性に優
れたものである。そして、このチタンブラックとしては
、例えば三菱金属社製のチタンブラック１３Ｒがあげら
れる。

また、上記磁性酸化鉄としては、Ｆｅ、０４で表される
粉末状物が用いられ、例えば三菱金属社製のマグネタイ
トパウダー等があげられる。

なお、上記導電性材料には、上記原料以外に、必要に応
じて、充填材等が配合される。

上記充填材としては、ガラス粉末、シリカ等があげられ
る。このように、上記充填材を用いることにより一層帯
電性の向上が図られる。

この発明の導電性ロールは、上記の原料を用い、例えば
つぎのようにして製造することができる。すなわち、上
記フェノール樹脂に上記導電材であるチタンブラックお
よび磁性酸化鉄の片方もしくは双方、さらに必要に応じ
て充填材を配合し、ボールミル等を用いて混合、撹拌し
、この混合物を適当な溶剤（メタノール等）に溶解して
導電性材料の混合樹脂液をつくる。つぎに、この混合樹
脂液を、芯金となる金属棒の外周面にディッピング等で
コーティングして乾燥し、加熱硬化することにより導電
層を形成する。より詳しく述べると、上記混合樹脂液を
、デイツプ液として、第２図に示すような槽１３に収容
する。つぎに、芯金１２を垂直に立てて、上記混合樹脂
液中に繰り返し浸漬することにより、芯金１２の外周面
に導電層を形成させる。上記特殊な導電材の配合割合は
、上記フェノール樹脂１００重量部（以下［部ｊと略す
）に対して５０〜１５０部の割合で配合されるのが好ま
しい。また、このときのデイツプ液粘度、昇降速度、昇
降回数等の条件は、上記混合樹脂液の液膜が５０〜２０
０μｍの範囲内になるような条件に設定することが好ま
しい。このような液膜が形成されたものについて５０°
Ｃの温度で２時間乾燥を施して溶剤を除去し、続いて１
５０°Ｃの温度で１時間加熱することによりフェノール
樹脂を硬化させ導電層化させる。このようにして、第１
図に示すような構造を有する導電性ロールが得られる。

図において、１２は芯金、１４は導電層である。

このようにして得られる導電性ロールでは、導電層１４
が上記導電性材料で構成されている。そして、この導電
性材料のマトリックス成分であるフェノール樹脂中に上
記特殊な導電材が均一に分散されている。

［発明の効果］ 以上のように、この発明の導電性ロールは、軸体の外周
に円周に沿って、マトリックス成分であるフェノール樹
脂に前記特殊な導電材を分散した導電性材料を用いて導
電層を形成して構成されているため、導電層中の導電材
が均一に分散されており、電気抵抗が全体に均一である
。しかも、フェノール樹脂を用いているため、帯電性に
優れたものである。したがって、電子写真複写機の現像
ロールとして最適であり、この導電性ロールを現像ロー
ルとして用いると画像ムラ等が生じず、均一で良好な複
写画像が得られ、さらに充分な画像濃度が得られる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〜５、比較例１〜２〕 下記の第１表に示す原料を同表に示す割合で配合した（
電気抵抗１０ｈΩ・Ｃ狙い）。そして、この配合物をボ
ールミルにより混合撹拌して導電性材料を作製した。つ
ぎに、上記導電性材料をメタノールの溶剤に溶解し、粘
度を３００ｃｐｓに調製してデイツプ液をつくった。こ
の液中に直径２０鵬の金属ロールを浸漬してコーティン
グしたのち、引き上げて乾燥させ、ついで加熱すること
により厚み５０ＩｊＩｌｌの導電層が形成された導電性
ロールを得た。

（以下余白） ＰＲ−５１２８３，住友デュレズ社製を用いた。

ＴＶＢ−２３１８，東芝ケミカル社製を用いた。

チタンブラック１３Ｒ９三菱金属社製を用い九マグネタ
イトパウダー、三菱金属社製を用いた。

ジーストＳ、東海カーボン社製を用いた。

ＲＥＶ−８，日本箱面トＨ七襲を用いた。

ニブシールＥ−２２０，日本シリカ社製を用いた。

二のようにして得られた各導電性ロールについて、平均
電気抵抗、電気抵抗のばらつき、現像剤（トナー）の帯
電性１画像の均一性（画像ムラの有無）および濃度再現
性の確認を下記の方法により測定評価した。その結果を
後記の第２表に示した。

（平均電気抵抗） 第７図（Ａ）に示す形状の電極２１をロール表面上に２
０個所形成して、第７図（Ｂ）に示す測定系により測定
した。そして、各測定値の平均値を求めた０図において
、２０はロール、２１ａは主電極、２１ｂはガード電極
である。

（電気抵抗のばらつき） 上記平均電気抵抗の測定と同様にして、各導電性ロール
の２０個所の電気抵抗を測定し、その測定値の最大値お
よび最小値の差により求めた。

（現像剤の帯電性） 第６図に示すように、導電性ロール２０表面上に現像剤
（トナー）２２層を形成し、吸引ポンプ２３により現像
剤２２を吸引しファラデーゲージ２４により測定した（
ファラデーゲージ法）。

図において、２５はフィルター、２６は絶縁体パイプ、
２７は電位針である。そして、比較例１の導電性ロール
の帯電性を１００としてこれを基準にしたときの指数を
示した。

（画像の均一性） 導電性ロールを現像ロールとして用い、複写機に組み込
み、画像出を行い画像ムラの有無を調べた。そして、画
像ムラの生じたものを×、生じなかったものをＯとして
評価し下記の第２表に示した。

（濃度再現性） 上記と同様に画像出を行い、この画像出において、最大
濃度でベタ黒コピーをとり、そのコピーの濃度をマクベ
ス社製の反射濃度計により測定した。そして、その測定
値が１．１以上のものを濃度の再現が良好とし、１．１
未満のものを濃度が淡いものとじた。そして、濃度の再
現が良好なものを○、濃度が淡かったものを×として評
価し下記の第２表に示した。

上記第２表の結果から、実施別品は比較測高に比べて電
気抵抗のバラツキが小さく、現像剤の帯電性に優れてい
る。しかも、得られた複写画像にムラも無く、濃度の再
現性も良好であった。このことから、実施別品は電気特
性および帯電性の双方に良好な現像ロールとなりうろこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の導電性ロールの縦断面図、第２図は
、この発明の導電性ロールの製法の一例を示す説明図、
第３図は導電性ロールを組み込んだ電子写真複写機の構
成図、第４図および第５図は従来例の導電性ロールの縦
断面図、第６図は帯電性を評価する際に用いるファラデ
ーゲージ法による測定状態を示す構成図、第７図（Ａ）
は電極の構成および形状を示す平面図、第７図（Ｂ）は
導電性ロールの電気抵抗を測定するための測定系を示す
構成図である。 １２・・・軸体　１４・・・導電層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸体の外周に導電層が形成された導電性ロールに
   おいて、上記導電層が、フェノール樹脂をマトリックス
   成分とし、そのマトリックス成分中にチタンブラックお
   よび磁性酸化鉄の少なくとも一方を分散して構成されて
   いることを特徴とする導電性ロール。