JPH0489876A - 導電塗料 - 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、電子写真複写機の現像ロール等に用いられ
る導電塗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４ａ
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によつて構成され、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（芯金）４１ｂとその両端部分のエンドキャップ４
１ｃ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、上記芯金（４１
ａ、　　４　ｌ　ｂ）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条る。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、凹
凸が使用によって消滅するようなことのない、優れた導
電層を形成しうるような導電塗料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、この発明の導電塗料は、フ
ェノール樹脂をバインダー樹脂とし、導電性粉末と平均
粒子径１〜３μｍのシリカ粒子とを分散含有させたとい
う構成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、導電性ロール等において、そ
の外周面に形成される導電層の形態とトナー搬送状態に
ついて一連の研究を重ねた結果、導電層表面に、搬送対
象であるトナーの平均粒子径（５〜１０μｍ）の１／１
０〜１／３程度の凹凸を付与すると、最も安定的にトナ
ーを搬送することができることがわかった。そこで、上
記好適な凹凸が摩耗することなく、常時導電性ロール表
面に維持されるような導電層の形成材料についてさらに
研究を重ねた結果、フェノール樹脂をバインダー樹脂と
し、この中に、平均粒子径が１〜３μｍのシリカ粒子を
充填材として分散含有させた導電塗料を用いるようにす
ると、得られる導電層表面が、上記シリカ粒子によって
凹凸粗面になり、長期にわたって使用しても、順次シリ
カ粒子がその周囲のバインダー樹脂とともに球状に脱落
してその脱落跡によって凹凸粗面が維持されることを見
いだし、この発明に到達した。

つぎに、この発明の詳細な説明する。

この発明の導電塗料は、バインダー樹脂であるフェノー
ル樹脂中に、導電性粉末およびシリカ粒子を分散含有さ
せたものである。

上記フェノール樹脂としては、どのようなものでもよい
が、なかでもレゾール型フェノール樹脂が好適である。

また、上記導電性粉末としては、カーボンブラック、ｃ
−ＺｎＯ，ｃ−３ｎＯｚ等が用いられる。そして、その
平均粒子径は、後述するシリカ粒子の１１５以下に設定
されたものが特に好適である。すなわち、その平均粒子
径がシリカ粒子の１１５よりも大きい場合には、導電性
粉末による導電層凹凸粗面への影響が無視できなくなる
からである。なお、上記「ｃ−」とは導電性を有するこ
とを意味する。

さらに、上記シリカ粒子としては、平均粒子径が１〜３
μｍに設定されたものを用いることが必要である。すな
わち、平均粒子径が上記範囲よりも小さいものは、導電
層表面を凹凸粗面にしてトナーを搬送することができず
、逆に平均粒子径が上記範囲よりも大きいものは、摩耗
によるシリカ粒子の脱落に伴う凹凸形状の変化が大きす
ぎてトナー搬送量が安定しないという難点を有する。な
お、上記シリカ粒子の比表面積は８０ｍ２／ｇ以下であ
ることが望ましい。すなわち、シリカ粒子の比表面積の
値が大きいということは、シリカ粒子の表面が凹凸差の
大きい凹凸面あるいは密度の高い凹凸面で構成されてい
るということであり、シリカ粒子およびその周囲のバイ
ンダー樹脂の脱落跡が不定形な凹状になりやすい。この
ため、導電層表面に、経時的に安定的な凹凸形状を与え
ることが難しく、トナー搬送量が安定しない傾向がみら
れる。また、シリカ粒子の比表面積が８０ボ／ｇを超え
ると、バインダー樹脂とのなじみ性が大きくなって導電
塗料の粘度が高くなって塗工性が悪くなるという問題も
ある。なお、上記［比表面積Ｊは、ヨウ素吸着法（ＢＥ
Ｔ法）により求めたものである。

このようなシリカ粒子は、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、シリカ粒子の配合量
が５部より少ないと導電層表面を凹凸粗面化する効果が
少なく、逆に３０部より多いと凹凸粗面化の効果が大き
すぎてトナー搬送量が過剰となるからである。

この発明の導電塗料は、上記バインダー樹脂であるフェ
ノール樹脂と、上記導電性粉末と、上記シリカ粒子とを
ボールミル等を用いて混合、撹拌することによって粉末
状塗料として得ることができる。また、この混合物を適
当な溶剤（メタノール、エタノール等）に溶解して液状
塗料とすることもできる。

このようにして得られた導電塗料は、通常、溶剤に溶か
した液状で用いられ、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の導電層
１５となる。

なお、図において、１４は芯金である。

上記導電層１５は、第２図に示すように、バインダー樹
脂（フェノール樹脂）１７中に分散含有されたシリカ粒
子１６によって表面が艶消し状の凹凸になっている。そ
して、この導電層が形成された導電性ロールを、第５図
に示すような電子写真複写機の現像ロール４として組み
込んで使用に供すると、バインダー樹脂１７の摩耗に伴
い、順次、第３図に示すように、上記シリカ粒子１６が
、その周囲のバインダー樹脂１７とともに球状に脱落す
るため、その脱落跡が半球状の凹部Ｐとなり、導電層１
５表面は適度の凹凸が維持される。

これは、シリカ粒子１６とバインダー樹脂１７の結着力
が非常に強いことに由来するもので、シリカ粒子１６の
代わりに他の充填材、例えば炭酸カルシウム粒子等を用
いた場合や、バインダー樹脂１７の代わりに他の樹脂、
例えばエポキシ樹脂等を用いた場合には、このような効
果は得られない。したがって、長期の使用によっても、
その凹部Ｐに入り込んで搬送されるトナーの量が変化す
ることがなく、安定的にトナーを供給することができる
。

なお、この発明の導電塗料は、上記電子写真複写機用の
導電性ロールのみならず、ファクシミリ、プリンター等
、各種の導電性ロール等の導電層を形成させるのに広く
用いられる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明の導電塗料は、バインダー樹脂
がフェノール樹脂で、この中に特殊なシリカ粒子が含有
されているため、導電層を形成した場合に、その表面が
、常時好適な凹凸粗面となり、安定的にトナーを搬送す
ることができる。したがって、例えばこの発明の導電塗
料を用いて導電性コールをつくり、これを電子写真複写
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１〜５〕 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（つた。この液中に、直径２０鵬の芯金を浸漬し
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て、第１図に示すような導
電性ロールをつくった。

〔比較例１〜５〕 後記の第１表に示す原料を同表に示す側合で配合し、ボ
ールミルにより混合撹拌したのち、上記実施例と同様の
処理をした。

（以下余白） 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、複写画像の均一性（画
像ムラの有無）、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。

（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○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
測定値が１．１以上のものをＯ１測定値か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） へ　　−、− ×□○□■ −１−１０・０．０１の ｔｊ５　　・−４ へ”）３図 （Ａ） 上記第２表の結果から、比較測高は電気特性および複写
画像特性のいずれかに問題があるのＣ二対し、実施例品
は、いずれの特性についても概ね良好で、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塗料を用いて得られる導電性ロ
ールの縦断面図、第２図および第３回は上記導電性ロー
ルの導電層表面の経時的変化の説明図、第４図（Ａ）は
実施例品および比較測高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ＣＢ）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
電性ロールの箱断面図である。 ■４・・・芯金　１５・・・導電層　１６・・・シリカ
粒子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　胚　征　彦 第 図 第 図 ！１− 図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フェノール樹脂をバインダー樹脂とし、導電性粉
   末と平均粒子径１〜３μｍのシリカ粒子とを分散含有さ
   せたことを特徴とする導電塗料。
2. （２）上記シリカ粒子の比表面積が８０ｍ＾２／ｇ以下
   に設定されている請求項（１）記載の導電塗料。
3. （３）上記導電性粉末の平均粒子径が上記シリカ粒子の
   平均粒子径の１／５以下である請求項（１）または（２
   ）記載の導電塗料。