JPH056094A

JPH056094A - 導電性ロール

Info

Publication number: JPH056094A
Application number: JP18299491A
Authority: JP
Inventors: Ko Ishihara; 興石原; Norio Kanbara; 紀雄神原; Akihiro Maeda; 晃宏前田
Original assignee: Tokai Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【構成】マグネツトシヤフト４２の外周に空隙を設け
た状態で金属スリーブ１２を同軸的に配設する。そし
て、この金属スリーブ１２の外周に導電層１５を形成す
る。上記導電層１５は、マトリツクス成分中にチタンブ
ラツクおよび磁性酸化鉄の少なくとも一方が分散されて
いる。【効果】電気抵抗が全体に均一となり、この導電性ロ
ールを、例えば現像ロールとして用いると画像むら等の
生じない、均一で良好な複写画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電子写真複写機は図３に示すよ
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。３は露光機構部
でここを介して原稿光像のスリツト露光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によつて全面光
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、１
０⁵〜１０¹⁰Ω・cm、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）が磁性を有する場合
は、図４に示すように、金属スリーブ４０とその両端部
分のエンドキヤツプ４１と金属スリーブ４０内のマグネ
ツトシヤフト４２と、さらに金属スリーブ４０の外周の
導電層４３によつて構成されている。図において４４は
軸受けである。

【０００３】近年、低コスト化等の観点から、上記導電
層４３は、合成樹脂マトリツクスにカーボン粉末および
ｃ−ＺｎＯ，ｃ−ＳｎＯ₂等の導電性金属酸化物の導電
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
により構成される。そして、この成形体を上記金属スリ
ーブ４０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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記導
電材をマトリツクス成分に配合すると、例えば導電材が
カーボン粉末の場合、通常、カーボン粉末は凝集性を有
しており、その凝集が大きくマトリツクス成分内で均一
に分散しない。また、導電材がｃ−ＺｎＯ，ｃ−ＳｎＯ
₂等の導電性金属酸化物の場合、マトリツクス成分に上
記導電性金属酸化物が沈澱してしまいやはり均一に分散
しない。このため、上記導電材を配合した導電性材料を
用いて作製される現像ロール４では均一な電気抵抗を有
するものが得られず、その結果、このような現像ロール
４を用いた電子写真複写機等においては均一な複写画像
を得ることができないという問題が生じる。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、電気抵抗の均一な導電性ロールの提供をその
目的とする。

【０００６】

【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、永久磁石ローラの外周
に空隙を設けた状態で円筒状スリーブが同軸的に配設さ
れ、この円筒状スリーブ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、マトリツクス成分
中にチタンブラツ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。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明者らは、電気抵抗の均一な導
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、ｃ−ＺｎＯ，ｃ−ＳｎＯ
₂等の導電性金属酸化物の代わりに全く別の導電材、チ
タンブラツクおよび磁性酸化鉄の片方もしくは双方を用
い、これをマトリツクス成分に混合混練し、導電性材料
をつくり、これを用いて導電性ロールの導電層を形成す
ると、その層中において上記導電材がマトリツクス成分
に均一に分散し、その結果、所期の目的が達成されるこ
とを見出しこの発明に到達した。

【０００８】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【０００９】この発明の導電性ロールは、永久磁石ロー
ラと、この永久磁石ローラの外周に空隙を設けた状態で
配設される円筒状スリーブと、上記円筒状スリーブの外
周に形成される導電層とから構成されている。

【００１０】上記永久磁石ローラは、通常用いられるも
のがあげられる。

【００１１】上記永久磁石ローラの外周に配設される円
筒状スリーブとしては、特に限定するものではなく、通
常用いられる金属製のものがあげられる。

【００１２】上記円筒状スリーブの外周に形成される導
電層は、合成樹脂をマトリツクスとし、そのマトリツク
ス中に特殊な導電材が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５０〜２００μｍに設定される。

【００１３】上記マトリツクスとなる合成樹脂には、エ
ポキシ樹脂等の有機バインダーが用いられ、特に限定す
るものではなく従来公知のものが使用される。

【００１４】上記合成樹脂マトリツ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
ラツクおよび磁性酸化鉄の片方もしくは双方が用いられ
る。これら導電材を用いることがこの発明の最大の特徴
である。

【００１５】上記チタンブラツクは、酸化チタン系の化
合物で黒色を呈するものである。このチタンブラツク
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
ラツクとしては、例えば三菱金属社製のチタンブラツク
１３Ｒがあげられる。

【００１６】また、上記磁性酸化鉄としては、Ｆｅ₃Ｏ
₄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。

【００１７】なお、上記導電性材料には、上記原料以外
に、必要に応じて、有機バインダーや補強材その他の硬
化助剤等が用いられる。

【００１８】この発明の導電性ロールは、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、マトリツ
クス成分としてのエポキシ樹脂に上記導電材であるチタ
ンブラツクおよび磁性酸化鉄の片方もしくは双方を配合
し、ボールミル等を用いて混合，攪拌し導電性材料の混
合樹脂液をつくる。つぎに、この混合樹脂液を、金属ス
リーブの外周面にデイツピング等でコーテイングして乾
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、図２に示すような槽１３に収容する。つぎに、金属
スリーブ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、金属スリーブ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、
上記エポキシ樹脂１００重量部（以下「部」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５０〜２００
μｍ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℃の
温度で２時間乾燥を施して溶剤を除去し、続いて１５０
℃の温度で１時間加熱することによりエポキシ樹脂を硬
化させ導電層化させる。そして、図１に示すように、マ
グネツトシヤフト４２の外周に、空隙を設けた状態で同
軸的に上記導電層１５が形成された金属スリーブ１２を
配設し、さらにその左右両端部分にエンドキヤツプ４１
を嵌入することにより導電性ロールが得られる。図にお
いて、４４は軸受けである。

【００１９】このようにして得られる導電性ロールで
は、導電層１５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ツクス成分であるエポキ
シ樹脂中に上記特殊な導電材が均一に分散されている。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、この発明の導電性ロール
は、永久磁石ローラの外周に空隙を設けた状態で円筒状
スリーブが同軸的に配設され、この円筒状スリーブの外
周に円周に沿つて、マトリツクス成分であるエポキシ樹
脂中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。したが
つて、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る。

【００２１】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２２】

【実施例１】アルキツド系エポキシワニス（東芝ケミカ
ル社製，ＴＶＢ−２３１８）１００部に対して、電気抵
抗１０⁶Ω・cmとなるようにチタンブラツク１３Ｒ（三
菱金属社製）を８０部配合した。そして、この配合物を
ボールミルにより混合攪拌して導電性材料を作製した。
つぎに、上記導電性材料をキシレンに溶解し、粘度を３
００cps に調製してデイツプ液をつくつた。この液中に
外直径２５mmの金属スリーブを浸漬してコーテイングし
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５０μm の導電層を形成した。そして、図１に示
すように、マグネツトシヤフト４２の外周に、空隙を設
けた状態で同軸的に上記導電層１５が形成された金属ス
リーブ１２を配設し、さらにその左右両端部分にエンド
キヤツプ４１を嵌入することにより導電性ロールを製造
した。

【００２３】

【実施例２】チタンブラツク１３Ｒをマグネタイトパウ
ダー（三菱金属社製）に代えた。それ以外は実施例１と
同様にして導電性ロールを得た。

【００２４】

【実施例３】チタンブラツク１３Ｒを、チタンブラツク
１３Ｒ４０部およびマグネタイトパウダー４０部の混合
物に代えた。それ以外は実施例１と同様にして導電性ロ
ールを得た。

【００２５】

【比較例１】チタンブラツク１３Ｒをカーボン粉末（シ
ーストＳ，東海カーボン社製）２０部に代えた。それ以
外は実施例１と同様にして導電性ロールを得た。

【００２６】

【比較例２】チタンブラツク１３Ｒをｃ−ＺｎＯ（２３
Ｋ，白水化学社製）５０部に代えた。それ以外は実施例
１と同様にして導電性ロールを得た。

【００２７】

【比較例３】チタンブラツク１３Ｒをｃ−ＳｎＯ₂（Ｗ
−１０，三菱金属社製）５０部に代えた。それ以外は実
施例１と同様にして導電性ロールを得た。

【００２８】このようにして得られた各導電性ロールに
ついて、電気抵抗および電気抵抗のばらつきを測定し
た。上記電気抵抗は、図５に示す大きさの電極２１をロ
ール表面上に形成して、図６に示す測定系により測定し
た。図において、２０は導電性ロール、２１ａは主電
極、２１ｂはガード電極である。なお、電極２１は銀ペ
ーストを塗布することにより作製した。そして、電気抵
抗のばらつきは各導電性ロールに２０個所の電極を形成
し、その測定値の最大値および最小値によつて求め、平
均電気抵抗は２０個所の電気抵抗の平均値を求めた。ま
た、画像特性を評価するために、複写機に各導電性ロー
ルを現像ロールとして用い、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
なかつたものを○として評価し、その結果を下記の表１
に併せて示した。

【００２９】

【表１】

【００３０】上記表１の結果から、実施例品は比較例品
に比べて電気抵抗のばらつきも小さく、また画像ムラも
生じなかつた。このことから、実施例品は電気特性に優
れており、良好な現像ロールとなりうることがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の導電性ロールの縦断面図である。

【図２】この発明の導電性ロールの製法の一例を示す説
明図である。

【図３】導電性ロールを組み込んだ電子写真複写機の構
成図である。

【図４】従来例の導電性ロールの縦断面図である。

【図５】電極の構成および形状を示す平面図である。

【図６】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。

【符号の説明】

１２金属スリーブ１５導電層４１エンドキヤツプ４２マグネツトシヤフト４４軸受け

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】永久磁石ローラの外周に空隙を設けた状
態で円筒状スリーブが同軸的に配設され、この円筒状ス
リーブ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、マトリツクス成分中にチタンブラツ
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。