JP2595317B2 - 導電性ロール - Google Patents
導電性ロールInfo
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- JP2595317B2 JP2595317B2 JP16852988A JP16852988A JP2595317B2 JP 2595317 B2 JP2595317 B2 JP 2595317B2 JP 16852988 A JP16852988 A JP 16852988A JP 16852988 A JP16852988 A JP 16852988A JP 2595317 B2 JP2595317 B2 JP 2595317B2
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- conductive
- roll
- polymer layer
- elastomer particles
- conductive roll
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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帯電ロール，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。
等に用いられる導電性ロールに関するものである。
電子写真複写機の電子部品である帯電ロール等の導電
性ロールは、通常、図に示すように、金属シヤフト１と
その外周面に形成された導電性高分子層（円筒状スリー
ブ）２によつて構成されている。上記導電性高分子層２
を形成する導電性高分子組成物としては、一般に、エポ
キシ樹脂またはフエノール樹脂等の熱硬化性樹脂中に導
電剤を混入した導電性樹脂組成物等が知られている。
性ロールは、通常、図に示すように、金属シヤフト１と
その外周面に形成された導電性高分子層（円筒状スリー
ブ）２によつて構成されている。上記導電性高分子層２
を形成する導電性高分子組成物としては、一般に、エポ
キシ樹脂またはフエノール樹脂等の熱硬化性樹脂中に導
電剤を混入した導電性樹脂組成物等が知られている。
しかしながら、上記導電性樹脂組成物は、熱硬化性樹
脂中に導電剤が多量に混入されているためその硬化物が
脆く、また金属シヤフト１との熱膨張係数も大きく異な
る。このため、従来の導電性ロールは、夏，冬等の温度
差が激しい地域で使用する場合や、寒冷地，酷暑地で使
用する場合には、上記導電性高分子層２と金属シヤフト
１との熱膨張係数差に起因する樹脂の歪みおよび使用時
のヒートサイクル等に起因し、形成された導電性高分子
層２に割れが発生するという大きな問題がある。
脂中に導電剤が多量に混入されているためその硬化物が
脆く、また金属シヤフト１との熱膨張係数も大きく異な
る。このため、従来の導電性ロールは、夏，冬等の温度
差が激しい地域で使用する場合や、寒冷地，酷暑地で使
用する場合には、上記導電性高分子層２と金属シヤフト
１との熱膨張係数差に起因する樹脂の歪みおよび使用時
のヒートサイクル等に起因し、形成された導電性高分子
層２に割れが発生するという大きな問題がある。
この発明はこのような事情に鑑みなされたもので、温
度差の激しい地域や寒冷地，酷暑地でも、その導電性高
分子層に割れを生じない導電性ロールの提供をその目的
とする。
度差の激しい地域や寒冷地，酷暑地でも、その導電性高
分子層に割れを生じない導電性ロールの提供をその目的
とする。
上記の目的を達成するため、この発明の導電性ロール
は、軸体の外周に円筒状スリーブが形成された導電性ロ
ールであつて、上記円筒状スリーブが熱硬化性樹脂をマ
トリツクス成分とし、そのマトリツクス成分中に導電剤
と粒径500μｍ以下のエラストマー粒子とが分散された
導電性弾性体によつて形成されているという構成をと
る。
は、軸体の外周に円筒状スリーブが形成された導電性ロ
ールであつて、上記円筒状スリーブが熱硬化性樹脂をマ
トリツクス成分とし、そのマトリツクス成分中に導電剤
と粒径500μｍ以下のエラストマー粒子とが分散された
導電性弾性体によつて形成されているという構成をと
る。
すなわち、本発明者らは、導電性ロール形成用におけ
る導電性高分子層（円筒状スリーブ）の導電性に影響を
及ぼすことなく、導電性高分子層の割れの発生を防止す
る目的で一連の研究を重ねた結果、ゴム弾性を有するエ
ラストマー粒子を上記導電性高分子層の形成材料中に分
散させると、そのエラストマー粒子に、熱膨張係数差に
基づく高分子層の歪み等が吸収され、割れの発生が防止
されるようになることを突き止めた。そして、上記エラ
ストマー粒子を中心に、さらに研究を重ねた結果、粒径
が500μｍ以下のものを使用すると、上記割れの防止
が、導電性高分子層の導電性に影響を及ぼすことなく実
現されることを見いだしこの発明に到達した。
る導電性高分子層（円筒状スリーブ）の導電性に影響を
及ぼすことなく、導電性高分子層の割れの発生を防止す
る目的で一連の研究を重ねた結果、ゴム弾性を有するエ
ラストマー粒子を上記導電性高分子層の形成材料中に分
散させると、そのエラストマー粒子に、熱膨張係数差に
基づく高分子層の歪み等が吸収され、割れの発生が防止
されるようになることを突き止めた。そして、上記エラ
ストマー粒子を中心に、さらに研究を重ねた結果、粒径
が500μｍ以下のものを使用すると、上記割れの防止
が、導電性高分子層の導電性に影響を及ぼすことなく実
現されることを見いだしこの発明に到達した。
この発明の導電性ロールの導電性高分子層（円筒状ス
リーブ）は、熱硬化性樹脂マトリツクス成分材料と、導
電剤と、粒径が500μｍ以下のエラストマー粒子とを含
む導電性樹脂組成物を用いて得られる。
リーブ）は、熱硬化性樹脂マトリツクス成分材料と、導
電剤と、粒径が500μｍ以下のエラストマー粒子とを含
む導電性樹脂組成物を用いて得られる。
上記熱硬化性樹脂マトリツクス成分の熱硬化性樹脂と
しては、特に限定するものではないが、寸法安定性およ
び成形性等の観点から従来から用いられているエポキシ
樹脂，フエノール樹脂等が用いられる。
しては、特に限定するものではないが、寸法安定性およ
び成形性等の観点から従来から用いられているエポキシ
樹脂，フエノール樹脂等が用いられる。
また、上記マトリツクス成分中に分散される導電剤と
しては、例えばカーボンブラツク，銅粉，銀粉等の金属
粉があげられ、これらは単独でもしくは併せて用いられ
る。
しては、例えばカーボンブラツク，銅粉，銀粉等の金属
粉があげられ、これらは単独でもしくは併せて用いられ
る。
上記熱硬化性樹脂と導電剤の配合割合は、熱硬化性樹
脂100重量部（以下「部」と略す）に対して導電剤150〜
300部の範囲に設定されるのが好ましく、特にそれを用
いて導電性ロールを製造した場合に導電性ロールを半導
電領域（106〜1011Ω・cm）にするのに好適なのは200部
前後である。
脂100重量部（以下「部」と略す）に対して導電剤150〜
300部の範囲に設定されるのが好ましく、特にそれを用
いて導電性ロールを製造した場合に導電性ロールを半導
電領域（106〜1011Ω・cm）にするのに好適なのは200部
前後である。
上記導電剤とともにマトリツクス成分中に分散される
エラストマー粒子としては、天然ゴム（NR），スチレン
−ブタジエンゴム（SBR），アクリロニトリルブタジエ
ンゴム（NBR），クロロプレンゴム（CR）等のゴム材
料、ポリスチレン系，ポリオレフイン系，ポリウレタン
系，ポリエステル系，ポリ塩化ビニル（PVC）系等の熱
可塑性樹脂材料があげられ、単独でもしくは併せて使用
される。これらのエラストマー粒子は、例えば冷凍粉砕
（液体窒素にエラストマー粒子材料を浸漬し液体窒素を
供給しながら粉砕する操作）等により粒径を500μｍ以
下にしたものを用いる必要がある。特に、粒径100μｍ
以下の微細粒子が好ましい。すなわち、粒径が500μｍ
を超えるものを用いると、導電性に影響が生じるように
なるうえ、エラストマー粒子の熱硬化性樹脂マトリツク
ス成分に対する分散状態が悪くなつて、導電性ロールの
導電性高分子層の強度にばらつきを生じ、かつ導電性高
分子層の強度も低下するからである。これは、粒径500
μｍ以下のエラストマー粒子は、他の添加剤と略同じ粒
径であるため、熱硬化性樹脂マトリツクス成分中におけ
る分散状態が良好となるのに対し、粒径が500μｍを超
えるものは分散状態がよくならないことに起因すると考
えられる。特に、このような導電性樹脂組成物を用いて
この発明の導電性ロールの導電性高分子層２（第１図参
照）を形成する場合において、導電性ロールが帯電ロー
ル等のときには、上記導電性高分子層２を半導電領域に
設定でき、かつ電子写真複写機の複写用のトナーに対し
て親和性を発揮するように構成できる樹脂組成物を用い
ることが好適である。上記トナーと親和性が高く、かつ
半導電領域の導電性を有するように構成できる樹脂組成
物として、マトリツクス成分をフエノール樹脂とし、エ
ラストマー粒子としてポリエステルエラストマー粒子と
するものが好適である。上記ポリエステルエラストマー
粒子は、電気抵抗が10８〜11Ω・cmと半導電領域にあ
り、また複写用トナーに対しても馴染み性のよいことか
ら、他のエラストマー粒子に比べて上記導電性高分子層
を電子写真複写機用の半導電領域に設定する場合に最適
である。
エラストマー粒子としては、天然ゴム（NR），スチレン
−ブタジエンゴム（SBR），アクリロニトリルブタジエ
ンゴム（NBR），クロロプレンゴム（CR）等のゴム材
料、ポリスチレン系，ポリオレフイン系，ポリウレタン
系，ポリエステル系，ポリ塩化ビニル（PVC）系等の熱
可塑性樹脂材料があげられ、単独でもしくは併せて使用
される。これらのエラストマー粒子は、例えば冷凍粉砕
（液体窒素にエラストマー粒子材料を浸漬し液体窒素を
供給しながら粉砕する操作）等により粒径を500μｍ以
下にしたものを用いる必要がある。特に、粒径100μｍ
以下の微細粒子が好ましい。すなわち、粒径が500μｍ
を超えるものを用いると、導電性に影響が生じるように
なるうえ、エラストマー粒子の熱硬化性樹脂マトリツク
ス成分に対する分散状態が悪くなつて、導電性ロールの
導電性高分子層の強度にばらつきを生じ、かつ導電性高
分子層の強度も低下するからである。これは、粒径500
μｍ以下のエラストマー粒子は、他の添加剤と略同じ粒
径であるため、熱硬化性樹脂マトリツクス成分中におけ
る分散状態が良好となるのに対し、粒径が500μｍを超
えるものは分散状態がよくならないことに起因すると考
えられる。特に、このような導電性樹脂組成物を用いて
この発明の導電性ロールの導電性高分子層２（第１図参
照）を形成する場合において、導電性ロールが帯電ロー
ル等のときには、上記導電性高分子層２を半導電領域に
設定でき、かつ電子写真複写機の複写用のトナーに対し
て親和性を発揮するように構成できる樹脂組成物を用い
ることが好適である。上記トナーと親和性が高く、かつ
半導電領域の導電性を有するように構成できる樹脂組成
物として、マトリツクス成分をフエノール樹脂とし、エ
ラストマー粒子としてポリエステルエラストマー粒子と
するものが好適である。上記ポリエステルエラストマー
粒子は、電気抵抗が10８〜11Ω・cmと半導電領域にあ
り、また複写用トナーに対しても馴染み性のよいことか
ら、他のエラストマー粒子に比べて上記導電性高分子層
を電子写真複写機用の半導電領域に設定する場合に最適
である。
上記エラストマー粒子の混合割合は、熱硬化性樹脂と
導電剤の混合物中２〜40重量％の範囲に設定するのが好
ましく、特にこの発明の導電性ロールを半導電領域にす
るには、２〜10重量％にすることが好ましい。すなわ
ち、混合割合が２重量％を下回れば割れ防止の充分な効
果があがらず、40重量％を上回ると、導電性ロールの導
電性高分子層が軟質になり過ぎる傾向がみられるからで
ある。
導電剤の混合物中２〜40重量％の範囲に設定するのが好
ましく、特にこの発明の導電性ロールを半導電領域にす
るには、２〜10重量％にすることが好ましい。すなわ
ち、混合割合が２重量％を下回れば割れ防止の充分な効
果があがらず、40重量％を上回ると、導電性ロールの導
電性高分子層が軟質になり過ぎる傾向がみられるからで
ある。
なお、必要に応じて、上記原料以外に、ガラス繊維，
カーボン繊維等の補強材や加工助剤等の添加剤を、適宜
配合するようにしてもよい。
カーボン繊維等の補強材や加工助剤等の添加剤を、適宜
配合するようにしてもよい。
この発明の導電性ロールは、上記成分原料を用い、例
えばつぎのようにして製造される。すなわち、まずエラ
ストマー粒子材料を冷凍粉砕等により粒径500μｍ以下
に粉砕する。そして、上記粒径500μｍ以下に粉砕され
たエラストマー粒子ならびにその他の成分原料（熱硬化
性樹脂，導電剤等）を適宜配合して混合混練し導電性樹
脂組成物を得る。つぎに、金属シヤフトを金型の芯体と
し金属シヤフトの外周に上記導電性樹脂組成物を層状に
押出成形することにより、図に示すように、上記金属シ
ヤフト１を芯金としその外周に導電性高分子層２が形成
された導電性ロールを得ることができる。
えばつぎのようにして製造される。すなわち、まずエラ
ストマー粒子材料を冷凍粉砕等により粒径500μｍ以下
に粉砕する。そして、上記粒径500μｍ以下に粉砕され
たエラストマー粒子ならびにその他の成分原料（熱硬化
性樹脂，導電剤等）を適宜配合して混合混練し導電性樹
脂組成物を得る。つぎに、金属シヤフトを金型の芯体と
し金属シヤフトの外周に上記導電性樹脂組成物を層状に
押出成形することにより、図に示すように、上記金属シ
ヤフト１を芯金としその外周に導電性高分子層２が形成
された導電性ロールを得ることができる。
このようにして得られる導電性ロールは、導電性高分
子層（円筒状スリーブ）２が所定のエラストマー粒子を
加えた熱硬化性樹脂で形成されているため、環境温度の
大幅な変化にもひび割れ等を生起させず対応でき、しか
も導電性は何ら損なわれていない。
子層（円筒状スリーブ）２が所定のエラストマー粒子を
加えた熱硬化性樹脂で形成されているため、環境温度の
大幅な変化にもひび割れ等を生起させず対応でき、しか
も導電性は何ら損なわれていない。
以上のように、この発明の導電性ロールは、ロールを
構成する円筒状スリーブが樹脂マトリツクス中に特定の
粒径のエラストマー粒子を配合した樹脂硬化体で形成さ
れているため、環境温度変化に基づく大きな歪みが導電
性高分子層に生じても、その歪みが上記エラストマー粒
子によつて吸収され割れ等が生じない。しかも、上記エ
ラストマー粒子が特定の粒径に設定されているため、そ
の使用によつて導電性等の電気特性に何ら影響が及ばな
い。したがって、この導電性ロールは、電子写真複写機
の帯電ロール，現像ロール等として好適である。
構成する円筒状スリーブが樹脂マトリツクス中に特定の
粒径のエラストマー粒子を配合した樹脂硬化体で形成さ
れているため、環境温度変化に基づく大きな歪みが導電
性高分子層に生じても、その歪みが上記エラストマー粒
子によつて吸収され割れ等が生じない。しかも、上記エ
ラストマー粒子が特定の粒径に設定されているため、そ
の使用によつて導電性等の電気特性に何ら影響が及ばな
い。したがって、この導電性ロールは、電子写真複写機
の帯電ロール，現像ロール等として好適である。
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１〜３〕 まず、エラストマー粒子として、ポリエステル系エラ
ストマー（ペルプレンＰタイプ，東洋紡社製）およびNB
Rをホソカワミクロンリンレツクスミル（細川製作所社
製）を用いて冷却粉砕してそれぞれ粒径100μｍ以下,30
0μｍ以下にしたもの２種類を用意した。ついで、後記
の第１表に示す各成分原料を同表に示す配合割合で混合
混練し、前記の製法にしたがつて導電性ロールを製造し
た。なお、東洋紡社製ペルプレンＰタイプはハードセグ
メントに芳香族ポリエステル，ソフトセグメントに芳香
族ポリエーテルを共重合させたものである。
ストマー（ペルプレンＰタイプ，東洋紡社製）およびNB
Rをホソカワミクロンリンレツクスミル（細川製作所社
製）を用いて冷却粉砕してそれぞれ粒径100μｍ以下,30
0μｍ以下にしたもの２種類を用意した。ついで、後記
の第１表に示す各成分原料を同表に示す配合割合で混合
混練し、前記の製法にしたがつて導電性ロールを製造し
た。なお、東洋紡社製ペルプレンＰタイプはハードセグ
メントに芳香族ポリエステル，ソフトセグメントに芳香
族ポリエーテルを共重合させたものである。
上記実施例および比較例で得られた導電性ロールを用
いて、−30℃→＋80℃→−30℃を１サイクルとするヒー
トサイクルテストを行い、スリーブに割れが発生するサ
イクル数を観察した。また、上記導電性ロールについて
６個所の電気抵抗（Rv）を測定しそのばらつきの度合い
Ｒおよび平均値を及めて第２表に示した。
いて、−30℃→＋80℃→−30℃を１サイクルとするヒー
トサイクルテストを行い、スリーブに割れが発生するサ
イクル数を観察した。また、上記導電性ロールについて
６個所の電気抵抗（Rv）を測定しそのばらつきの度合い
Ｒおよび平均値を及めて第２表に示した。
第２表の結果から、実施例品は、導電剤が多量に含有
されているにもかかわらずヒートサイクルテストに５回
以上耐えている。これに対して導電剤が多量に含有され
た比較例１品では初回のヒートサイクルテストの途中で
割れを生じている。そして、導電剤量を大幅に低減させ
た比較例３品で実施例品と同等の性能になつている。ま
た、実施例品を、導電剤を等量含有する比較例１品と対
比すると、電気特性は同程度であり、実施例品がエラス
トマー粒子を分散させたことで性能が落ちないことがわ
かる。なお、比較例2,3品は導電剤の量が減少してお
り、ヒートサイクルテストでは割れが発生しにくくなる
ものの絶縁性が高く半導電領域から外れている。
されているにもかかわらずヒートサイクルテストに５回
以上耐えている。これに対して導電剤が多量に含有され
た比較例１品では初回のヒートサイクルテストの途中で
割れを生じている。そして、導電剤量を大幅に低減させ
た比較例３品で実施例品と同等の性能になつている。ま
た、実施例品を、導電剤を等量含有する比較例１品と対
比すると、電気特性は同程度であり、実施例品がエラス
トマー粒子を分散させたことで性能が落ちないことがわ
かる。なお、比較例2,3品は導電剤の量が減少してお
り、ヒートサイクルテストでは割れが発生しにくくなる
ものの絶縁性が高く半導電領域から外れている。
図は導電性ロールの構成を示す縦断面図である。
Claims (1)
- 【請求項１】軸体の外周に円筒状スリーブが形成された
導電性ロールであつて、上記円筒状スリーブが熱硬化性
樹脂をマトリツクス成分とし、そのマトリツクス成分中
に導電剤と粒径500μｍ以下のエラストマー粒子とが分
散された導電性弾性体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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16852988A JP2595317B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 導電性ロール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16852988A JP2595317B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 導電性ロール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0218578A JPH0218578A (ja) | 1990-01-22 |
| JP2595317B2 true JP2595317B2 (ja) | 1997-04-02 |
Family
ID=15869712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16852988A Expired - Fee Related JP2595317B2 (ja) | 1988-07-06 | 1988-07-06 | 導電性ロール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2595317B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2647246B2 (ja) * | 1990-10-02 | 1997-08-27 | 沖電気工業株式会社 | 現像ローラ |
| JP3412174B2 (ja) * | 1992-05-21 | 2003-06-03 | 松下電器産業株式会社 | 自動露光制御装置 |
| JP5173249B2 (ja) * | 2007-05-01 | 2013-04-03 | キヤノン株式会社 | 帯電部材、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
| WO2021075371A1 (ja) * | 2019-10-18 | 2021-04-22 | キヤノン株式会社 | 導電性部材、その製造方法、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 |
-
1988
- 1988-07-06 JP JP16852988A patent/JP2595317B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0218578A (ja) | 1990-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |