JPH0777088B2 - 導電性の機構部品 - Google Patents

導電性の機構部品

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JPH0777088B2 JP63314461A JP31446188A JPH0777088B2 JP H0777088 B2 JPH0777088 B2 JP H0777088B2 JP 63314461 A JP63314461 A JP 63314461A JP 31446188 A JP31446188 A JP 31446188A JP H0777088 B2 JPH0777088 B2 JP H0777088B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 [産業上の利用分野] 本発明は、静電気、レーザその他の方法により複写又は
作図等を行なう各種装置、例えば複写機、ファクス、静
電プロッタ等に用いられる導電性の機構部品に関する。
[従来の技術] 従来、例えば複写機等の静電吸着を利用した装置では、
静電吸着作用を用いる都合上、その機構部品に静電気の
帯電防止処置を施す必要がある。
一般に、ギア,プーリ等の機構部品は良導電性の金属に
て形成されるため帯電防止処置を必要としない。
一方、Vベルト,タイミングベルト等の駆動ベルト又は
従動ベルトや、紙送り用の各種ローラ又は平ベルトや、
複写機の光源送りローラ等の機構部品は、所定の弾性を
必要とするためシリコンゴム,硬質ゴム等の合成樹脂に
より形成されている。ところが、上記駆動ベルト、紙送
りローラ等の機構部品の材料として合成樹脂を使用する
と、電気絶縁性のため摩擦により静電気の帯電がおこ
る。従って、カーボンブラックや金属粒子などの導電性
フィラーを合成樹脂に混入して駆動ベルト等の機構部品
を形成し、帯電防止がなされている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、現状では上記の如くの導電性フィラーに
よって導電性が付与された駆動ベルト等の機構部品に
は、次のような問題点が残されている。
カーボンブラックの混入によって合成樹脂の電気抵抗率
は減少して行く。ところが、カーボンブラックの混入に
より母材である合成樹脂の機械的特性、例えば強度等が
低下するため、その混入量は制限を受けることになる。
つまり、カーボンブラックの混入量には、上限値が存在
するのである。
しかも、この上限値未満の混入量であっても次のような
問題がある。即ち、カーボンブラックの混入量が増加す
ると電気抵抗率は低下するが、その値が1010Ω・cm〜10
3Ω・cmの範囲では、添加量の僅かな増加によって電気
抵抗率は急激に減少する。静電気の帯電防止に適した体
積抵抗率(以下、最適電気抵抗率という)は1010〜103
Ω・cmの値であるため、カーボンブラックの混入により
合成樹脂の体積抵抗率を最適電気抵抗率に設定すること
は難しい。例えば、複写機にてトナーを静電吸着して複
写した用紙の紙送りの場合には、静電気の帯電した紙送
りローラに用紙上のトナーが吸着されたり、紙送りロー
ラに用紙自体が吸着されて巻き付いたりする所謂紙づま
りといった不具合が生じることがある。
一方、金属粒子を混入する場合は、金属粒子と合成樹脂
の比重が異なるため、金属粒子の分布が不均一となるこ
とがある。従って、形成された駆動ベルト等において、
その電気抵抗率が不均一となり好ましくない。
本発明は、上記問題点を解決するためになされその目的
は、母材となる合成樹脂の機械的特性を損なうことなく
最適電気抵抗率を得ることが容易にでき、しかもその表
面における電気抵抗率が均一な導電性の機構部品を提供
することである。
発明の構成 [課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明の用いた手段は、 炭化水素の熱分解による気相法によって生成され、かつ
高融点金属及び/又は該金属の化合物の超微細粉末を成
長開始部として成長させた炭素繊維を、合成樹脂からな
る機構部品の外周部に分散させたことを特徴とする導電
性の機構部品をその要旨とする。
[作用] 本発明の導電性の機構部品において、合成樹脂からなる
機構部品の外周部に分散される炭素繊維は、炭化水素の
熱分解による気相法によって生成され、かつ高融点金属
及び/又は該金属の化合物の超微細粉末を成長開始部と
して成長させたものである。そして、このようにして生
成された炭素繊維は、ポリアクリロニトリル系炭素繊維
又はピッチ系炭素繊維と異なり微小直径のウィスカ状に
形成されるため、引張り強度等の機械的特性及び導電性
に優れており、また、他のフィラーと比較して高分子材
料との親和性が良好である。このため、この炭素繊維を
合成樹脂に混入させると、合成樹脂内において均一にし
かも連鎖状に分散保持される。
その結果、本発明において、炭素繊維が分散された外周
部は、炭素繊維の特性によって、機構部品としての機械
的特性が向上すると共に、導電性が付与され、その電気
抵抗率は均一なものとなる。しかも、電気抵抗率の大き
さは、炭素繊維の配合量に応じて一定となる。
なお、本発明に用いる炭素繊維の高融点金属は、炭化水
素の熱分解の温度である950ないし1300℃において気化
しない金属であって、Ti,Zr等の周期律表の第4a族、V,N
b等の第5a族、Cr,Mo等の第6a族、Mn等の第7a族、Fe,Co
等の第8族の元素が適し、特に望ましいのはFe,Co,Ni,
V,Nb,Ta,Ti,Zrである。そして、かかる金属の化合物に
はその酸化物、窒化物、その他塩類がある。
[実施例] 次に、本発明による導電性の機構部品を複写機、ファク
シミリ等の紙送り機構部品に適用した実施例について説
明する。
第1図は、紙送りを行なう紙送りローラ、駆動ベルト、
従動ベルト等の配置の一例を示す説明図である。
円柱状の駆動紙送りローラ2とシャフト3に連結された
複数個のリング状の副紙送りローラ4とはその外周を対
向して配置され、モータ6の回転を伝達する駆動ベルト
8によって駆動紙送りローラ2が回転する。そして、用
紙Pが駆動紙送りローラ2の外周にそって湾曲されて搬
送される。次に、シャフト9に連結された複数個のリン
グ状の従動紙送りローラ10が従動ベルト12によって回転
し、従動紙送りローラ10と円柱状の副紙送りローラ14と
の間を用紙Pが上方に搬送される。
上記駆動又は従動紙送りローラ2,10及び副紙送りローラ
4,14は、重合度の比較的高いシロキサンポリマを適度に
架橋して円柱状又はリング状に形成したシリコーンゴム
であり、このシリコーンゴムの外周部に以下に記す炭素
繊維を8体積%分散させている。
上記炭素繊維は、950℃〜1300℃の炉内でベンゼンを熱
分解する気相法によって生成され、かつ粒径0.02μm〜
0.03μmの鉄粉末を成長開始部として成長させた直径0.
1μm〜0.5μm、長さ0.1〜1mmの炭素繊維である。そし
て、次のような物性値を備えている。
引張り強度:20kg/cm2 弾性率:20t/mm2 抵抗率:0.001Ω・cm この炭素繊維は比重1.86であるとともにシリコーンゴム
を始めとする各種合成ゴムとの親和性が、金属フィラー
やカーボン粉末と比較すると良好なために、駆動又は従
動紙送りローラ2,10及び副紙送りローラ4,14はその外周
部に炭素繊維を均一に分散したシリコーンゴム製のロー
ラとなり、上記各紙送りローラの外周部における体積抵
抗率は1×105Ω・cmで均一である。このように各紙送
りローラの外周部における電気抵抗率が低く均一である
ために、各ローラ表面における静電気の帯電防止効率が
高い。又、電気抵抗率が均一となるため、帯電防止の信
頼性も高まる。
従って、静電気に基因する用紙Pの駆動紙送りローラ等
への巻き付き、即ち紙づまりを防止することができる。
しかも、図示しない帯電機、感光ドラムによって用紙P
上に形成される静電潜像を、用紙Pの搬送中に破壊又は
劣化させることがない。更に、用紙Pの静電潜像上に静
電吸着させたトナーを、用紙Pから離脱させることもな
い。換言すると、本実施例の各紙送りローラは複写品質
の悪化を防止する紙送りローラとなる。
又、駆動又は従動紙送りローラ2,10を回転させる駆動ベ
ルト8及び従動ベルト12は、その外周部に上記各紙送り
ローラと同一の炭素繊維を5体積%分散させたネオプレ
ンゴムを主成分として形成されたタイミングベルトであ
る。このため、上記各ベルトも上記各紙送りローラと同
様に静電気の帯電防止等が可能である。
加えて、本実施例の各紙送りローラ2,10,4,12及び各ベ
ルト8,12は、外周部にのみ、炭素繊維を分散させている
ので、炭素繊維を分散させたことによる弾性の劣化を最
小限に抑えることができる。
即ち、本実施例において使用される炭素繊維を、外周部
だけでなく全体に分散させてローラ及びベルトを形成し
た場合、カーボンブラックを分散させたローラ及びベル
トと比較すれば、機械的特性(引裂き強さ、引張り強
度、伸度)に優れたものを形成することができるが、表
に示すように、炭素繊維を分散させないローラと比較す
ると、伸度等によって表される弾性が、劣ったものとな
ってしまう。このように、合成樹脂に炭素繊維という異
物を分散すれば、少なからず弾性は劣化してしまうもの
であり、本実施例では、各紙送りローラ及びベルトの外
周部だけに炭素繊維を分散し、その内部は、炭素繊維を
混入することなく形成することにより、炭素繊維を分散
したことによる弾性の劣化を最小限に抑えているのであ
る。
このように、本実施例の各紙送りローラ及び各ベルト
は、機械的特性に優れているため、長期間に渡って使用
することができる。特に、絶えず所定の張力が加えられ
ている駆動ベルト8及び従動ベルト12では、長寿命化に
よる交換頻度の低減等の効果がある。
又、カーボンブラックを配合した場合には、同一の配合
量であってもカーボンブラック粒子の連結状態は異なる
ものとなり、所定の抵抗率、例えば最適電気抵抗率の再
現性が低い。しかし、本実施例における各炭素繊維は、
カーボンブラック粒子がある範囲においてすでに連結し
ているものと等価であるため、同一の配合量であれば炭
素繊維の連鎖状態に大きな差はなく、電気抵抗率は一定
とある。従って、炭素繊維の配合量を調節することによ
って電気抵抗率を容易に最適電気抵抗率とすることがで
きる。
なお、表における伸度等は、各紙送りローラ及び各ベル
トと同一の組織をもつJIS記載3号形試験片を用い、定
速型引張試験機により引張速度500mm/minで20℃に温調
された室内で測定した実験結果である。
本発明による導電性の機構部品は上記実施例に限定され
るものではなく、例えば複写機の光源送り用ローラ、V
ベルト等に適用できるのはもちろんである。
発明の効果 以上実施例を含めて詳述したように、本発明による導電
性の機構部品は、高融点金属及び/又はその化合物の超
微細粒子を成長開始部として気相法によって生成された
微小直径のフィスカ状の炭素繊維を使用し、この炭素繊
維が機構部品の外周部に分散されている。従って、本発
明の導電性の機構部品は、その外周部において電気抵抗
率が均一となり、外周部の部位によらず均一に帯電を防
止できる。しかも、電気抵抗率は、炭素繊維の配合量に
よって容易に調節できるため、使用場所に応じた最適な
電気抵抗率を有する機構部品を構成することができる。
更に、本願発明の導電性の機構部品によれば、合成樹脂
からなる機構部品の外周部にのみ炭素繊維を分散させて
いるので、機構部品としての弾性の劣化を最小限に抑え
ることができる。
即ち、気相法によって生成された炭素繊維は、優れた機
械的特性を有するため、これを合成樹脂に分散させた場
合、機械的特性の良い機構部品を構成することができる
ものの、合成樹脂は、炭素繊維が分散されることによ
り、少なからず弾性を劣化させてしまう。ところが、本
発明によれば、導電性を必要とする機構部品を外周部の
みに炭素繊維を分散させ、その内部は炭素繊維を分散さ
せることなく形成するので、炭素繊維を分散させたこと
による弾性の劣化を最小限に抑えることができるのであ
る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の実施例を説明するための説明図であ
る。 2……駆動紙送りローラ 10……従動紙送りローラ 4,14……副紙送りローラ 8……駆動ベルト、12……従動ベルト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭化水素の熱分解による気相法によって生
    成され、かつ高融点金属及び/又は該金属の化合物の超
    微細粉末を成長開始部として成長させた炭素繊維を、合
    成樹脂からなる機構部品の外周部に分散させたことを特
    徴とする導電性の機構部品。
JP63314461A 1988-12-12 1988-12-12 導電性の機構部品 Expired - Lifetime JPH0777088B2 (ja)

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