JPH056095A - 導電性ロール - Google Patents

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、マトリツクス成分であるフエノ
ール樹脂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が得られる。

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１０⁶ Ω・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
電性材料を用いて構成された導電層４３を有する現像ロ
ール４によつ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。

【０００５】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。

【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、フエノール樹脂を
マトリツクス成分とし、その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ツク
ス成分としてフエノール樹脂を用い、かつこのフエノー
ル樹脂マトリツ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
ツ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ツ
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。

【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
常用いられるもの、例えば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、フ
エノール樹脂が用いられ、特にレゾール型フエノール樹
脂が好適である。

【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。

【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、Ｆｅ₃ Ｏ
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、充填材等が配合される。

【００１８】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。

【００１９】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、マトリツクス成分としての上記フエノール樹
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、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，攪拌し、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、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、
上記フエノール樹脂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フエノール樹脂を
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４
１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。

【００２０】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フエノ
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。

【００２１】

【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フエノール
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、フエ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、さらに充分な画像濃度が得られる。

【００２２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２３】

【実施例１〜５、比較例１〜２】下記の表１に示す原料
を同表に示す割合で配合した（電気抵抗１０⁶ Ω・cm狙
い）。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
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
導電層が形成された導電性ロールを形成した。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。

【００２４】

【表１】

【００２５】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、現像剤
（トナー）の帯電性，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。その結果を後記の表２に示した。

【００２６】〔平均電気抵抗〕図５に示す形状の電極２
１をロール表面上に２０個所形成して、図６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。図において、２０はロール、２１ａは主電極、２１
ｂはガード電極である。

【００２７】〔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。

【００２８】〔現像剤の帯電性〕図７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を吸引しフアラデ
ーケージ２４により測定した（フアラデーケージ法）。
図において、２５はフイルター、２６は絶縁体パイプ、
２７は電位計である。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。

【００２９】〔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
×、生じなかつたものを○として評価し下記の表２に示
した。

【００３０】〔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
ものとした。そして、濃度の再現が良好なものを○、濃
度が淡かつたものを×として評価し下記の表２に示し
た。

【００３１】

【表２】

【００３２】上記表２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つた。このことから、実施
例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。

【図７】帯電性を評価する際に用いるフアラデーケージ
法による測定状態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 (1)

1. 【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、フエノール樹脂をマトリツクス成分
   とし、その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。