JPH04102879A - 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５図のように構成され、つ
ぎのようにして複写が行われる。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。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はケース４ａ内に内蔵された現像ロールで、
層形成部材１２の摺接によって摩擦帯電され、ケース４
ａ内のトナーが付着される。そして、感光ドラム１表面
の静電潜像に向かってトナーが飛翔し、感光ドラム１表
面にトナー像が形成される。

このトナー像が、給紙ローラ６によって矢印のように移
送され、転写装置５を介して複写紙１１に転写され、定
着ロール７によって複写紙１１上に定着される。このよ
うにして複写が行われる。なお、９は感光ドラム１表面
の転写残像や残存トナーを除去するクリーナー、１０は
感光ドラム１を零電化してつぎの帯電に備えさせるイレ
ーサーランプである。

この種の現像ロール４は、トナーが非磁性の場合は、一
般に、第６図に示すように、金属シャフト（芯金）４１
ａとその外周の導電層４２ａによって構成され、トナー
が磁性を有する場合は、第７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４１ｂ内のマグシャフト４１ｄと、さらに金
属スリーブ４１ｂ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。

これら現像ロール４の導電層４２ａ、４２ｂは、低コス
ト化等の観点から、最近で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って構成され、上記金属シャツ
）４１ａまたは金属スリーブ４１ｂの外周面に外嵌され
る。そして、その表面は、付着したトナーを周方向に搬
送することができるように、凹凸粗面に形成されている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このような現像ロール４において、導電
層４２ａ、４２ｂの電気抵抗を制御することにより複写
初期画像は確保できても、複写枚数が増加すると複写濃
度が徐々に低下する傾向がある。これは、第５図に示す
層形成部材１２と現像ロール４表面の摺接により、導電
層４２ａ、４２ｂの表面が摩耗して鏡面化し、その表面
に付着して搬送されるトナー量が減少するためと考えら
れる。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、導
電層表面の凹凸が使用によって摩耗することなく、トナ
ーを長期にわたって一定かつ安定的に搬送することので
きる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であっ
て、上記導電層が、打機高分子系バインダー樹脂中に導
電性粉末と金属アルコキシドを分散含有させた導電塗料
の塗膜によって形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、導電層表面に形成される凹凸
面の耐摩耗性を向上させるために一連の研究を重ねた。

その研究の過程で、有機系バインダー樹脂では充分な耐
摩耗性が得られず、また無機系バインダーは良好な耐摩
耗性を有するが、塗膜形成性に欠点を有するということ
が明らかになつた。そして、上記両者の長所を備えた導
電層形成材料（導電塗料）を得るためにさらに研究を重
ねた。その結果、有機高分子系バインダー樹脂と金属ア
ルコキシドを含有する導電塗料の塗膜によって導電層を
形成させると、金属アルコキシドが有機高分子系バイン
ダー樹脂である高分子間を架橋し、バインダー樹脂が網
目構造をとるようになる。したがって、長期にわたって
使用しても、導電層表面が摩耗せず凹凸粗面が維持され
ることを見出しこの発明に到達した。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

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（第６図における４１ａ）や、内
部を中空にくりぬいた金属製の円筒体（第７図における
４１ｂ）が使用される。

また、上記軸体の外周に沿って形成される導電層は、有
機高分子系バインダー樹脂中に、導電性粉末および金属
アルコキシドを分散含有させた導電塗料の塗膜によって
形成されており、その厚みは３０〜３００μｍ、なかで
も５０〜２００μ「ｎに設定することが好適である。

上記導電塗料の有機高分子系バインダー樹脂としては、
特に限定するものではなく、従来公知のものがあげられ
るが、なかでも硬度および耐摩耗性等の観点からレゾー
ル型フェノール樹脂が好適に用いられる。

また、上記導電性粉末としては、カーボンブラック、ｃ
−ＺｎＯ，ｃ−３ｎＯ２等が用いられる。なお、上記ｒ
ｃ−１とは導電性を有することを意味する。

さらに、上記金属アルコキシドとしては、イツトリウム
アルコキシド、ランタンアルコキシド。

セリウムアルコキシド、プラセオジムアルコキシド、ネ
オジムアルコキシド、サマリウムアルコキシド、ガドリ
ニウムアルコキシド、ジスプロシウムアルコキシド、エ
ルビウムアルコキシド等の希土類アルコキシド、アルミ
ニウムアルコキシド。

チタニウムアルコキシド、マンガンアルコキシド、コバ
ルトアルコキシド、銅アルコキシド、亜鉛アルコキシド
、ストロンチウムアルコキシド、ジルコニウムアルコキ
シド、ニオブアルコキシド。

インジウムアルコキシド、錫アルコキシド、バリウムア
ルコキシド、アンチモンアルコキシド、タンクルアルコ
キシド、鉛アルコキシド、ビスマスアルコキシド等があ
げられ、特に好適なのはケイ酸アルコキシドである。こ
れらは単独でもしくは併せて用いられる。このような金
属アルコキシドは、有機高分子系バインダー樹脂１００
重量部（以下「部」と略す）に対して５〜３０部の割合
で配合することが好適である。すなわち、金属アルコキ
シドの配合量が５部より少ないと導電層表面の凹凸面の
耐摩耗性の向上効果が少なく、逆に３０部を超えると有
機高分子系バインダー樹脂の性質を損ない逆に脆さが増
大するからである。

なお、導電層の形成材料にとして用いられる導電塗料に
は、上記有機高分子系バインダー樹脂。

導電性粉末および金属アルコキシド以外に必要に応じて
充填材等が適宜配合される。

上記充填材としては、シリカ粉末等が好適に用いられる
。

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、ま
ず有機高分子系バインダー樹脂と、上記導電性粉末と、
金属アルコキシドを配合し、この配合物をボールミル等
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）に溶解して導電塗料をつくる。そして、この
導電塗料ヲ、デイツプ法、ロールコート法、スプレーコ
ーティング法等によって金属製の軸体（芯金）表面に均
一厚みに塗工して乾燥し、加熱硬化することにより、第
１図に示すような構造の導電性ロールを得ることができ
る。図において、１４は芯金、１５は導電層である。

上記塗工に際してはデイツプ方式によることが好適であ
る。より詳しく述べると、上記導電性材料混合樹脂液を
、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１４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１４の外周面
に導電塗料の塗膜を形成させる。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、上記導電塗料の塗膜が
５０〜２００μｍの範囲内になるような条件に設定する
ことが好ましい。このような塗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１５０″Ｃの温度で１時間加熱することにより
有機高分子系バインダー樹脂を硬化させ導電層１５をつ
くる。このようにして、第１図に示す導電性ロールをつ
くることができる。

このようにして得られる導電性ロールは、上記導電層１
５が金属アルコキシドを含有する特殊な導電塗料の塗膜
によって形成されているため、第３図に示すように、有
機高分子系バインダー樹脂１７である高分子同士を金属
アルコキシド１６が架橋し、有機高分子系バインダー樹
脂が網目構造を形成する。このため、導電層１５の耐摩
耗性が向上し、長期の使用によっても導電層１５表面に
形成された凹凸粗面が摩耗することなく、安定的にトナ
ーを供給することができる。

〔発明の効果］ 以上のように、この発明の導電性ロールは、導電層が、
有機高分子系バインダー樹脂中に金属アルコキシドを分
散含有させた特殊な導電塗料の塗膜によって形成されて
いるため、優れた耐摩耗性を備えている。このため、導
電層表面に形成された凹凸粗面が、摩耗により鏡面化す
ることがなく安定的にトナーを搬送することができる。

したがって、例えば上記導電性ロールを電子写真複写機
に組み込んで長期の使用に供した場合、複写枚数の増加
によって複写画像の濃度低下が殆ど生じないという利点
を有する。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

（実施例１〜４、比較例〕 導電層形成材料として、後記の第１表に示す原料を同表
に示す割合で配合し、ボールミルにより混合撹拌したの
ち、メタノールに溶解し、粘度を３００ｃｐｓに調整し
てデイツプ液（導電塗料）をつくった。この液中に、直
径２０ｍｍの芯金を浸漬してコーティングしたのち、引
き上げて乾燥させ、ついで加熱処理して導電層を形成し
た。そして、第１図に示すような導電性ロールを作製し
た。

（以下余白） こ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、複写画像の均一性（画
像むらの有無）、濃度および耐久性について、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。

（平均電気抵抗および電気抵抗のばらつき）平均電気抵
抗は、第４図（Ａ）に示す形状の電極２１をロール表面
上に２０個所形成して、第４図（Ｂ）に示す測定系によ
り測定した。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。そして、各測定値の平
均値を求めた。また、電気抵抗のばらつきは、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箇
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。

（複写画像の均一性） 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、画像出しを行い画像むらの有無を調べた。そして、
画像むらの生じたものを×、生じなかったものを○とし
て評価し下記の第２表に示した。

（複写画像の濃度） 上記と同様に画像出しを行い、この画像出しにおいて、
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
測定値カ月、１以上のものを○、測定値が１．１未満の
ものを×として評価し下記の第２表に示した。

（複写画像の耐久性） 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、複写機のランニングテストを行い、初期コピー濃度
の９０％になったときのコピー枚数を示した。

（以下余白） 上記第２表の結果から、比較例布は耐久性が非常に低い
のに対し、実施測高は、いずれの特性についても良好で
、優れた現像ロールとなりうろことがわかった。

【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図はこの発明の導電性ロールの導電層断面の模式図、
第４図（Ａ）は実施測高および比較例布の電気特性を調
べるための電極の構成および形状を示す平面図、第４図
（Ｂ）は上記電極を用いて導電性ロールの電気抵抗を測
定する際の測定系を示す構成図、第５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６図および第
７図は従来の導電性ロールの縦断面図である。 １４・・・芯金　１５・・・導電層　１６・・・金属ア
ルコキシド　１７・・・バインダー樹脂 特許出願人　　東海ゴム工業株式会社 代理人　　弁理士　　西　藤　征　彦

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で
   あつて、上記導電層が、有機高分子系バインダー樹脂中
   に導電性粉末と金属アルコキシドを分散含有させた導電
   塗料の塗膜によつて形成されていることを特徴とする導
   電性ロール。