JPH0218580A - 導電ロール用スリーブの製法 - 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
る導電ロール用スリーブの製法に関するものである。

〔従来の技術〕

電子写真複写機における現像法としては、湿式法と乾式
法とがある。最近では、湿式法に比べて乾式法が定着性
の観点から主流を占めるようになってきている。この種
の乾式法としては、第４図に示すような摩擦帯電法によ
るものが用いられている。すなわち、摩擦帯電法は、図
示のように、感光ドラム１の外周面を一様に帯電させ、
ついで被複写体の被複写像を介して外周面を露光するこ
とにより上記外周面上に静電潜像を形成する。つぎに、
摩擦ロール２と現像ロール３との間にトナー供給装置４
からトナーを供給し、上記ロール２３の摩擦力によって
トナーを現像ロール３の外周面に帯電状態で付着させ、
これを層形成ブレード５で一様にならし感光ドラム１の
静電潜像に対して電気的吸引力で飛翔させ、静電潜像に
トナーを付着させてトナー像を形成し、これを複写紙６
に転写した後定着するという方法である。特に、トナー
を上記のように摩擦帯電によって飛翔させる場合には、
現像ロール３に対する電気的特性、特に体積固有抵抗（
Ｒｖ）が均一であることが要求される。これは、複写像
の高画質化の要望に応えるためである。すなわち、先に
述べた現像ロール３形成用の合成樹脂材料に使用される
ものとしては、成形によりＲｖの均一性を失わないもの
であることがあげられる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の現像ロール形成用の合成樹脂材料
では、そのような要求特性に応えることができない。す
なわち、従来の現像ロール形成用の合成樹脂材料は、高
分子マトリックス中にイオン性導電材粒子を分散したタ
イプと高分子マトリックス中にカーボン、金属粉末（必
要により繊維）等の導電材粒子を分散した分散タイプの
２種類のものがある。前者の合成樹脂材料を用いて得ら
れた現像ロールでは、温度変化により体積固有抵抗が変
化してしまい複写機の画質が温度により左右されるとい
う難点が生じる。他方、後者の合成樹脂材料を用いて現
像ロールを構成する場合には、上記のような体積固有抵
抗の温度依存性の問題は生じないものの、体積固有抵抗
を所定の値に制御することが困難となる。すなわち、カ
ーボン。

金属粉末等の導電材粒子の充填状態等により微妙に体積
固有抵抗がばらつくため、実際の製造工程において、そ
れらを制御して現像ロールを所定の体積固有抵抗に設定
することは極めて困難である。例えば、現像ロール成形
材料の段階で各原料が均一に混合されていても成形時（
例えば押出成形）に成形材料中の合成樹脂成分だけが溶
融しいわば他の成分原料と分離した状態で流れてしまう
。

このような現象のため、カーボン、金属粉末等の導電材
粒子が偏在し、充填状態の変化による体積固有抵抗の変
動が大きくなる。導電材粒子の連鎖状態等による体積固
有抵抗の変動についてより詳しく説明すると、導電性ス
リーブの押出成形において、第５図に示すように、合成
樹脂材料Ｎを矢印Ｚの方向に押出成形する場合、合成樹
脂材料Ｎには、周囲の金型から圧力Ｐが図示のように（
得られる導電性スリーブの厚み方向に）かかる。この場
合、第５図のＸ部分におけるように、合成樹脂材料Ｎに
は押出成形時の圧力が加わり、矢印Ｅの流れが生じ、そ
れによって導電材粒子Ｍは圧力Ｐ方向に対して垂直に配
列する。その結果、得られる導電性スリーブでは、導電
材粒子Ｍの列間土間に矢印Ｇで示す小間隙が生じるため
、Ｘ部では体積固有抵抗は大きくなる。押出成形時に、
合成樹脂材料Ｎに加わる押出圧力は、合成樹脂分が先に
溶融して流れることにより成形の各段階で微妙に異なる
ため上記導電材粒子Ｍの配列も微妙に異なるようになる
。そのうえ、合成樹脂分が上記のように先に溶融して流
れることによって、導電材粒子そのものの分布量自体も
成形の各段階で異なるようになる。したがって、得られ
る導電ロール用スリーブでは、体積固有抵抗が部分的に
異なるようになり、全体的に均一な性能のものが得られ
ないのが実情である。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、体
積固有抵抗が全体に均一な現像ロールになしうる導電ロ
ール用スリーブの製法の提供をその目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、この発明の導電ロール用ス
リーブの製法は、高分子材料中に導電材粒子が分散され
てなる高分子成形材料組成物（Ａ）と、この高分子成形
材料組成物（Ａ）とは導電材粒子の含有量が異なる高分
子成形材料組成物（Ｂ）とを準備し、両者を混合しなが
ら成形して導電性ロール用スリーブを製造するという構
成をとる。

〔作用〕

すなわち、本発明者らは、前記従来の２種類の現像ロー
ル形成用の合成樹脂材料のうち、後者、すなわち、高分
子マトリックス中にカーボン、金属粉末等の導電性粒子
を分散した合成樹脂材料を中心にその改良を進める過程
で、合成樹脂材料の組織自体よりもむしろ成形法が成形
品の体積固有抵抗のばらつきに大きな影響を及ぼすこと
を突き止めた。そこで、さらにこの点を中心に研究を重
ねた結果、導電材粒子を所定量含有した高分子成形材料
組成物（Ａ）（以下「Ａ組成物」と称す）と、導電材粒
子の含有量がこのＡ組成物の含有量と異なる高分子成形
材料組成物（Ｂ）（以下「Ｂ組成物」と称す）とを用意
し成形機の原料投入口において、これら２種類の高分子
成形材料組成物を同時に投入し成形機内で混合し成形す
ると、導電材料粒子の連鎖状態や分布量の変動が小さく
なって体積固有抵抗が全体に均一なスリーブが得られる
ようにな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用スリーブの製法に用いられる
Ａ組成物およびＢ組成物は、高分子材料と導電材粒子と
を用いて得られるものであり、互いに導電材粒子の含有
量が異なるものである。なお、上記Ｂ組成物は一種類の
組成物に限定するものではなく、Ａ組成物と半導電材粒
子の含有量が異なれば複数種類であってもよい。

上記高分子材料としては、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、
ポリプロピレン樹脂（ＰＰ）、ポリスチレン樹脂（ｐｓ
）、塩化ビニル樹脂（ｐｖｃ）等の熱可塑性樹脂、天然
ゴム（ＮＲ）、アクリロニトリルブタジェンゴム（ＮＢ
Ｒ）、スチレン−ブタジェンゴム（ＳＢＲ）、ブタジェ
ンゴム（ＢＲ）等のゴム材料、フェノール樹脂、アミン
樹脂エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等があげられ単独で
もしくは併せて用いられる。なお、上記高分子材料とし
ては、混合する際の親和性の点からＡ組成物およびＢ組
成物とも同種のものを用いることが好結果をもたらす。

上記導電材粒子としては、カーボン粉末、グラファイト
粉末、チタンカーバイト粉末、金属粉末および金属酸化
物等の導電処理品があげられ、単独でもしくは併せて使
用される。なお、上記導電材粒子のＡｔＪｌ成物および
Ｂ組成物における含有量は、先に述べたように、Ａ組成
物およびＢ組成物のいずれか一方の含有量が他方に比べ
て少なく設定される。

このような導電材粒子が含有されたへ組成物およびＢ組
成物の体積固有抵抗は、例えば導電材粒子の含有量がＢ
組成物の方が少ないとすると、導電材粒子の含有量をｉ
ＰＩ節して上記Ａ、Ｂ組成物の体積固有抵抗を１０３＜
Ａ＜Ｂ＜ｌ　ＱＩＯΩ−ｃｍの範囲内に設定するのが効
果の点で好ましい。また、上記のようなＡ組成物とＢ組
成物は、下記に示す割合（体積比）で混合するのが好適
であり、特に下記に示す割合で混合するのが好ましい。

すなわち、上記のような体積固有抵抗を有するように導
電材粒子の含有量の調節のなされたＡ、　　Ｂ両組酸物
を上記式（Ｉ）の割合で混合するようにすると、好結果
が得られるようになるからである。

さらに、上記Ａ組成物およびＢ組成物としては、粒径が
２０〜４００メツシユの粉末状のもの用いるのが得られ
る導電ロール用スリーブの電気特性の均−性等を得るた
めに好ましい。特に好適なのは３５〜１５０メツシユの
ものである。なお、上記Ａ、Ｂ両組両組色物、組成物全
体の粒径ならびに両組酸物の粒径を揃えることにより体
積固有抵抗の一層均一な導電ロール用スリーブが得られ
るようになる。

このようなＡ組成物およびＢ組成物を用いての導電ロー
ル用スリーブの製造は、例えばつぎのようにして行われ
る。すなわち、高分子材料と導電材粒子を用い、乾式法
もしくは湿式法に従い導電材粒子の含有量が異なる２種
類の高分子成形材料組成物を作製する。つぎに、上記２
種類の高分子成形材料組成物を通常の押出成形機を用い
、原料を投入口から同時に上記の割合で投入し混合し押
出することにより行われる。

なお、成形方法としては、上記のような押出成形の他に
射出成形、圧縮成形等があげられる。

このようにして得られる導電ロール用スリーブは、導電
材粒子の含有量が、１５〜３０ｖｏｆｆｉ％の範囲に設
定されるのが好ましい。すなわち、１５ｖＯρ％を下回
ると導電ロール用スリーブの体積固有抵抗が導電ロール
用スリーブとしての適正な値を上回るようになり、逆に
３０ｖｏｆ％を上回ると上記値を下回るようになると同
時に得られる導電ロール用スリーブの物性が損なわれる
傾向がみられるからである。

このようにして得られる導電ロール用スリーブを用いた
現像ロール３を第１図に示す。図において、９は２種類
の高分子成形材料組成物の押出成形等により形成された
スリーブ、１０は金属製のエンドキャップである。この
現像ロール３においては、スリーブ９が上記２種類の高
分子成形材料組成物を混合しながら成形し形成されてい
るため、電気特性（体積固有抵抗）の均一性が備わって
いる。これは、つぎのような理由によるものと考えられ
る。すなわち、上記導電材粒子の含有量が異なる２種類
の高分子成形材料組成物を用いて混合しながら、例えば
押出成形により導電ロール用スリーブを作製する場合に
おいて、一方の組成物中の樹脂成分のみが溶融し先に流
れようとしても、他方の組成物は導電材粒子の含有量が
異なるためそのような現象が生じない。すなわち、第２
図は２種の成形材料のうちＡ組成物を斜線部分Ａで描き
Ｂ組成物をＢで示しているが、このように流れが生じて
も導電材粒子の流れによる配列はＡ。

Ｂ多粒子内で行われるため、全体的に導電材粒子の列の
配向間隔１分布状態が均一になるためであると考えられ
る。

第３図は上記のような２種類の高分子成形材料組成物を
用いて得られたスリーブを組み込んだ現像ロール３の他
の例を示している。すなわち、この現像ロール３は、金
属製エンドキャップ１０の外周にステンレス、アルミニ
ウム等の金属製の円筒状芯金１１を設け、その外周に上
記スリーブ９を導電性接着剤層１２を介して取り付けて
いる。

この例においても上記スリーブ９は、第１図のスリーブ
と同様の構造になっており、電気特性が安定している。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１，２、比較例〕 ２種類の高分子成形材料組成物を得るため、まず下記の
第１表に示す原料を同表に示す割合で配合しＡ組成物材
料およびＢ組成物材料を得た。なお、導電材Ｉとしては
カーボン粉末を用い、導電材■としてはチタン酸カリウ
ムウィスカーの還元処理品（デントールＢＫ、大塚化学
社製）を用い１ま た。

（以下余白） つぎに、上記のようにして得られたＡ組成物材料および
Ｂ組成物材料を用い、押出成形機に掛ける際、下記の第
２表に示す割合で混合し円筒状スリーブをつくった。

つぎに、上記のようにして得られた円筒状スリーブを用
いて第３図に示すような現像ロールを製造し、この場合
におけるスリーブの電気特性の均一性を調べた。この測
定は上記スリーブの左右両端部およびその間の２点の計
４点（Ｒ＋、ＲｚＲ３，Ｒ４）についてそれぞれ体積固
有抵抗Ｒｖを調べることにより行った。その結果は下記
の第３表のとおりである。

（以下余白） 上記の表から明らかなように、実施別品はＲｖのばらつ
きが、スリーブの各部分において０．５桁以内であるに
対し、比較別品は２桁も値がばらついており、電気特性
の均一性の点から実施別品が著しく優れていることがわ
かる。

なお、上記の実施例では、得られた円筒状スリーブを用
いて電子写真複写機の現像ロールを製造しているが、こ
の発明は上記の現像ロールに限らず、例えばワードプロ
セッサーのプリンター等にも応用可能である。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、導電材粒子の含有量の異な
る２種類の高分子成形材料組成物を混合しながら成形し
て導電性ロール用スリーブを製造するため、電気特性の
均一性すなわち体積固有抵抗の変動幅の極めて小さい導
電ロール用スリーブを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法で得られたスリーブを組み込ん
だ現像ロールの縦断面図、第２図はそのスリーブ内にお
ける材料Ａ、Ｂの分布態様の説明図、第３図はこの発明
の方法で得られたスリーブを組み込んだ他の現像ロール
の部分的断面図、第４図は従来の摩擦帯電法による現像
説明図、第５図は導電材粒子をマトリックス中に分布さ
せた従来例における導電材粒子の連鎖状態等の説明図で
ある。 ３・・・現像ロール　９・・・スリーブ　１０・・・エ
ンドキャップ 特許出願人　　東海ゴム工業株式会社 代理人　　弁理士　　西　藤　征　彦

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子材料中に導電材粒子が分散されてなる高分
   子成形材料組成物（Ａ）と、この高分子成形材料組成物
   （Ａ）とは導電材粒子の含有量が異なる高分子成形材料
   組成物（Ｂ）とを準備し、両者を混合しながら成形して
   導電ロール用スリーブを製造することを特徴とする導電
   ロール用スリーブの製法。