JPH035766A - 半導電性材料 - 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、電子写真複写機等に用いられる導電性ロー
ルの構成材料となる半導電性材料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２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１ａ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。この帯電ロール２の摺擦により感光ド
ラム１の外表面が帯電される。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存トナーを除去され、
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、１０’〜１０
１０Ω・１、特に１０’Ω・１程度の半導電性を備えて
いることが求められており、一般に第３図に示すように
金属シャフト（芯金）４１とその外周面の導電［４２に
よって構成されている。通常導電層４２は、フェノール
樹脂のような合成樹脂ポリマーにガラス繊維等の補強材
を添加し、さらに導電材としてカーボン粉末等のカーボ
ン系導電材を混入してなる半導電性材料を円筒状に成形
した成形体により構成される。そして、これを上記金属
シャフト４１の外周面に外嵌することにより上記導電性
ロールが得られる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記のような材料を用いて導電層４２を
形成する場合には、トナー等の現像剤に対する電荷の付
与が充分とはいえず、しかも−旦電荷が付与された現像
剤についても導電層４２のなかの導電材成分の除電効果
のため電荷が失われてしまう。したがって、これを用い
た電子写真複写機では、良好な画像が得られにくいとい
う難点がある。このような問題を解決するため、本発明
者らは、導電材としてカーボン系の導電材だけではな（
、非カーボン系のＺｎＯ，ＳｎＯ□等を用いることを試
みたが上記の問題を解決するにはいたらなかった。また
、帯電制御材を使用することも試みた。すなわち、合成
樹脂ポリマーと導電材とを配合し、これにニグロシン系
化合物や第四級アンモニウム塩のような帯電制御材等を
配合し、全体を混合混練して導電材および帯電制御材を
練り込み、ついで所定の粒径に粉砕して半導電性材料を
つくり、これを使用して導電層４２を構成することも試
みた。しかし、この場合にもやはり上記の問題を解決す
ることはできなかった。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ト
ナーのような現像剤に対する電荷の付与性が向上してい
ると同時に、−旦現像剤に付与された電荷を逃がしにく
い導電性ロールになしうる半導電性材料の提供をその目
的とする。

〔問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するため、この発明の半導電性材料は
、合成樹脂ポリマー成分と導電材成分と帯電制御材成分
を主要成分とする粒子状の半導電性材料であって、上記
導電材成分が導電性金属酸化物からなる非カーボン系の
導電材成分であり、帯電制御材成分が合成樹脂ポリマー
成分と導電材成分を主体とする粒子の外周に付着した状
態で存在しているという構成をとる。

〔作用〕

本発明者らは、上記従来の欠点を解消する目的で、導電
材の種類と、帯電制御材の使用方法とについて研究を重
ねた。その結果、導電材として導電性金属酸化物からな
る非カーボン系の導電材を用い、これを合成ポリマーと
混合混練し粉砕してペレット状に形成し、これに帯電制
御材を、ペレット中に練り込むのではなく、表面にいわ
ばまぶした状態で存在させると、所期の目的を達成する
ことができるようになることを見いだしこの発明に到達
した。

この発明の半導電性材料は、合成樹脂ポリマーと導電材
と帯電制御材を用いて得られるものであって、微粒子の
集合状（粉末状）になっている。

上記合成樹脂ポリマーとしては、特に制限するものでは
ないが、一般にフェノール樹脂、ナイロン−ウレタン共
重合樹脂、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオ
キサイド等が用いられる。

上記合成樹脂ポリマーに、場合によっては、合成樹脂ポ
リマーの硬化剤やガラス繊維等の補強材その他の硬化助
剤等が配合される。

また、上記導電材としては、非カーボン系の導電性金属
酸化物が用いられる。このような導電性金属酸化物の一
例を、下記の第１表に示す。

これらの導電性金属酸化物は単独で用いてもよいし併用
しても差し支えはない。

また、上記帯電制御材としては、冒頭で述べたニグロシ
ン系化合物や第四級アンモニウム塩が用いられる。ニグ
ロシン系化合物は、電荷を付与する対象に対してマイナ
スの電荷を付与するものであり、たとえばオリエント化
学社製、ボントロン−０１をはじめとして、Ｎ−１１ま
での番号で示されるものがあげられる。また、上記第四
級アンモニウム塩は電荷を付与する対象に対してプラス
の電荷を付与するものであり、たとえばオリエント化学
社製、ボントロンＰ−５１，５２があげられる。

この発明の半導電性材料は、上記原料を用い、たとえば
つぎのようにして製造することができる。すなわち、上
記例示の合成樹脂ポリマーを単独でもしくは併せて用い
、これにガラス繊維等の補強材や硬化剤ないしは硬化助
剤等を適宜に配合してベース成分材料とし、これに上記
非カーボン系導電材を配合する。この場合、非カーボン
系導電材の使用割合は、上記ベース成分材料中の合成樹
脂ポリマー１００重量部（以下「部」と略す）に対して
、１００〜３００部、好適には１２０〜１７０部の割合
で配合される。そして、このような配合物を、従来公知
のニーダーのような混合機で混合、混練し、ついで粉砕
してペレット状にする。つぎに、このようにして得られ
たペレット状物に対し、帯電制御材を混合する。この場
合、ペレット状物に対して帯電制御材粒子が付着した状
態にすることが重要であり、帯電制御材がペレット状物
に練り込まれてしまわないように注意する必要がある。

この場合の混合手段は問わない。たとえば、ヘンシェル
ミキサーを用いてもよいし、ボールミルを用いてもよい
。また、コンクリートミキサー状のものを用いても差し
支えはない。通常、上記帯電制御材は、ベース成分材料
中の合成樹脂ポリマー１００部に対して２〜５０部、好
適には５〜２５部の割合で使用される。すなわち、上記
の範囲を下回ると、電荷付与量向上効果ならびに付与電
荷損失防止効果が小さくなり、逆に上回ると、過剰品質
になりコストが高くなるからである。

このようにして得られたこの発明の半導電性材料は、個
々の粒子が、第１図のように、ヘース成分材料からなる
ペレット状物３０の外周に、帯電制御材粒子３１が部分
的に付着した状態になっていて、いわばペレット状物３
０に帯電制御材粒子３１をまぶし・た状態になっている
。そして、このような粒子の集合体からなる半導電性材
料は、通常押出成形機等を用いて円筒状に押出成形され
、第３図に示す導電性ロールの導電層４２として芯金２
１の外周に外嵌される。このようにして得られた導電性
ロールは、導電層４２が上記半導電性材料で構成されて
おり、導電材成分として非カーボン系導電材を用いた効
果と、帯電制御材成分が粒子体の外周に付着した状態で
存在している効果とが相俟って、トナー等の現像剤に対
する電荷の付与量（帯電量）の大幅な向上効果を奏する
のみならず、−旦電荷を付与したトナーからの電荷の逃
散量の大幅な低減効果を奏するようになる。

（発明の効果〕 以上のように、この発明の半導電性材料は、導電性金属
酸化物からなる非カーボン系の導電材を用いるとともに
、帯電制御材成分を、合成樹脂ポリマー成分と導電材成
分とを主体とする粒子の外周に、付着させた状態で存在
させている。しだがつて、これを用いた導電性ロールで
は、トナー等の。現像剤から、導電材の除電効果によっ
て電荷が逃げるという現象が生じなくなる。しかも粒子
外周に付着した帯電制御材成分によってトナー等の現像
剤に対する摩擦帯電効果が太き（なる。その結果、これ
を組み込んだ電子写真複写機等では、消費電力を節約し
た状態で良好な画像が形成されるようになる。

つぎに、実施例について説明する。

〔実施例〕

後記の第２表に示すベース成分材料と導電材成分材料を
同表に示す割合で配合した。そして、これをニーダ−を
用いて均一に混合、混練したのち粉砕して粒径０．１〜
２Ｍ程度のペレットをつくった。つぎに、このペレット
に対し、同表に示す帯電制御材を同表に示す割合で配合
し、ヘンシルミキサーを用いて均一に混合した。このよ
うにして得られた半導電性材料は、顕微鏡観察を行った
結果、ペレットの外周に、帯電制御材成分粒子がいわば
まぶした状態で付着していることがわかった、なお、後
記の第２表において、帯電制御材の欄に（混練）とある
のは、ベース成分と導電材成分とからなる粒子体に帯電
制御材が練り込まれてしまった状態を示している。

このようにして得られた半導電性材料を用い、外径が２
５ｆｌＩＩｌで導電層の厚みが２１１Ｉ１１の導電性ロ
ールをつ（つた、この場合、導電層の導電性は、１０６
Ω・１であった。得られた導電性ロールの導電層の強度
および帯電性を調べ第２表に併せて示した。

上記の表から明らかなように、実施測高によれば帯電性
が比較測高に比べて大幅に向上しており、良好な成績が
得られることがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成を示す模式図、第２
図はこの発明の半導電性材料の使用対象となる電子写真
複写機の構成図、第３図はその導電性ロールの構成図で
ある。 ３０・・・ペレット　３１・・・帯電制御材成分粒子第 履 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　合成樹脂ポリマー成分と導電材成分と帯電制御
   材成分を主要成分とする粒子状の半導電性材料であつて
   、上記導電材成分が導電性金属酸化物からなる非カーボ
   ン系の導電材成分であり、帯電制御材成分が合成樹脂ポ
   リマー成分と導電材成分を主体とする粒子の外周に付着
   した状態で存在していることを特徴とする半導電性材料
   。