JPH0233166A

JPH0233166A - 導電性ロール

Info

Publication number: JPH0233166A
Application number: JP63183833A
Authority: JP
Inventors: Etsuko Nagano; 長野　悦子; Hitoshi Yoshikawa; 均吉川
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1990-02-02

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
る導電性ロールに関するものである。

〔従来の技術〕

従来から使用されている導電性ロールの中でも電子導電
性タイプのロール形成用の合成樹脂材料としては、２種
類のものがあげられる。一つは、合成樹脂材料として導
電性高分子材料を用いたもので、樹脂マトリックス成分
自身が導電性を有するタイプのものである。しかし、上
記タイプは、耐久性等の信頼性に欠けるという問題を有
しており未だ汎用化されていないのが実情である。もう
一つのタイプは、絶縁性高分子材料を用いそのマトリッ
クス成分中に、補強剤としてのガラス繊維とともに、導
電剤粒子を分散させたものである。

このような樹脂組成物を用いて、例えば現像ロールを形
成する場合、現像ロールの体積固有抵抗（Ｒｖ）が均一
でかつ経時的に安定であることが要求される。これは、
電子写真複写機の複写像の高画質化、高機能化の要望に
応えるためである。この場合、上記体積固有抵抗の均一
性を得るため、上記樹脂組成物の各材料を所定粒度に揃
え、かつ充分に混合して均一に分散させる等の工夫がな
されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、前述の絶縁性高分子材料中にガラス繊維
が補強材として配合された樹脂組成物は、原料の段階で
各成分が均一分散されていても、成形工程を経て硬化し
成形品になると、その成形品（硬化体）の体積固有抵抗
（Ｒｖ）が時間の経過とともに初期設定値からずれてし
まうという大きな問題を有している。また、上記体積固
有抵抗のずれ度合いが成形品の部位によって異なるため
、体積固有抵抗に部分的なばらつきを生じることも問題
である。したがって、このような樹脂組成物を用いて導
電性ロールを形成しても、その体積固有抵抗が不均一か
つ不確定となり、目的とする電気的特性のものが得られ
ない。

この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、体
積固有抵抗の均一性を備え、しかもその値が経時的に変
化することのない導電性ロール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、この発明の導電性ロールは
、円筒状スリーブの円筒表面を形成する導電性樹脂組成
物が絶縁性高分子をマトリックスとし、そのマトリック
ス中に、導電剤と下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分が
組成物全体中に下記の式（１）〜（ＩＩＩ）を満たすよ
うな割合（重量％）で含有されているという構成をとる
。

（Ａ）直径ｄが、５ｕｔａ≦ｄ≦１００　μｍで、長さ
ｌが、１ａ１１≦２≦１２ｍの繊維状補強材。

（Ｂ）直径ｄが、０．１μｌ≦ｄ≦１０ｕｒａで、長さ
ｌが、０．５μｍ≦ｌ≦１００　ｕｒａの繊維状補強材
。

５≦Ａ≦４５　　・・・（Ｉ）２≦Ｂ≦３５　　・・・（ｎ）１０≦Ａ＋Ｂ≦５５・・・（ｍ）〔作用〕すなわち、本発明者らは、前記２種類の導電性ロール形
成用樹脂組成物の中から、耐久性等に優れているという
点から、絶縁性高分子マトリックス中に導電剤粒子を配
合したものに着目した。そして、その硬化体について、
体積固有抵抗（Ｒｖ）の経時的変化ならびに部分的なば
らつきの発生を防止する目的で研究を重ねる過程で、上
記体積固有抵抗の経時的変化等は、硬化体中に含まれる
補強材であるガラス繊維が影響しているのではないかと
想起した。そして、使用する補強材を中心にさらに研究
を重ねた結果、補強材として寸法の異なる２種類のもの
を使用し、その相互の使用割合を特定範囲内に限定した
ものを使用すると、硬化体の体積固有抵抗（Ｒｖ）の経
時的変化ならびに部分的なばらつきが生じなくなること
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の円筒状スリーブは、絶縁性高
分子材料と、導電剤と、２種類の補強材、すなわち特定
の繊維状補強材（Ａ成分）と、Ａ成分より形状寸法の小
さい特定の繊維状補強材（Ｂ成分）とを含む導電性樹脂
組成物を用いて得られる。

上記絶縁性高分子材料としては、特に限定するものでは
ない。例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和
ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂、塩化ビニル樹脂等
の熱可塑性樹脂等の中から適宜選ぶことができる。特に
、体積固有抵抗および現像ロール等の強度の観点から、
フェノール樹脂を使用することが好結果をもたらす。

上記絶縁性高分子材料中に分散される導電剤としては、
特に限定するものではなく、例えばカーボン粉末、グラ
ファイト粉末、チタンカーバイト粉末、金属粉末、チタ
ン酸カリウムウィスカー還元処理品、導電処理された酸
化亜鉛粉末および三酸化アンチモンがドーピングされた
酸化スズ等があげられる。これらは、単独で用いてもよ
いし併せて用いてもよい。このような導電剤粒子は、粒
径が０．０１〜３μ−程度の範囲内であることが効果の
点から好ましい。

上記絶縁性高分子材料と導電剤粒子の配合割合は、絶縁
性高分子材料１００重量部に対して導電材粒子が２０〜
３００重量部の範囲内になるように設定するのが好まし
い。

上記絶縁性高分子材料中に配合される２種類の補強材の
うち第１の繊維状補強材（Ａ成分）は、直径ｄが５≦ｄ
≦１００μｍでかつ長さｌが１≦２≦１２ｆｆ１ｍの範
囲内のものでなければならない。

上記形状寸法を有するものであれば材質は特に限定する
ものではない。しかし、ガラス繊維を使用することが好
ましい。

また、上記Ａ成分とともに用いられる第２の繊維状補強
材（Ｂ成分）は、直径ｄが０．１≦ｄ≦１０μｍでかつ
長さｌが０．５≦２≦１００μｍの範囲内のものでなけ
ればならない。このような形状寸法を有するものであれ
ばあらゆるものが使用可能である。しかし、具体的には
、チタン酸カリウムウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー
、ならびに上記形状寸法を有するところの、窒化ケイ素
ウィスカー、炭化ホウ素ウィスカー、アルミナウィスカ
ー、酸化ベリリウムウィスカー等があげられる。

上記Ａ成分およびＢ成分の繊維状充填材は、そのまま用
いてもよいが、これらの繊維状補強材が分散される絶縁
性高分子材料に即した界面カップリング剤等で処理して
用いるようにすると、−層効果的である。

上記Ａ成分およびＢ成分の、導電性樹脂組成物における
配合量（重量％）は、下記の式（１）〜（［１）を満た
すような範囲内に設定する必要がある。

５≦Ａ≦４５　　・・・（１）２≦Ｂ≦３５　　・・・（ＩＩ）１０≦Ａ＋Ｂ≦５５・・・（ＩＩＩ）この発明の導電性ロールは、上記各材料を用い、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、ま
ず、高分子マトリックスとなりうる熱硬化性樹脂、熱可
塑性樹脂材料中に上記導電剤粒子を配合し、さらに上記
Ａ成分およびＢ成分を上記の割合で配合し充分混合して
円筒状スリーブ形成用の導電性樹脂組成物を得ることが
できる。そして、このようにして得られた導電性樹脂組
成物を押出成形、射出成形等して形成した円筒品をスリ
ーブとして用い、この発明の導電性ロールを得ることが
できる。図面はこのようにして得られた導電性ロールを
利用した現像ロールを示す。

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１
１を設け、その外周に、上記導電性樹脂組成物を押し出
し成形することによりにより形成されたスリーブ９を導
電性接着剤層１２を介して取り付は構成されている。こ
の現像ロール３においては、スリーブ９が上記導電性樹
脂組成物で形成されているため、電気特性（体積固有抵
抗および表面抵抗）が均一で、しかも経時的変化により
上記特性が変動しない、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、上記半導電性樹脂組成
物の構成材料として、上記導電剤粒子、上記Ａ成分およ
びＢ成分を用いた場合には、例えば樹脂からなるマトリ
ックス中において、Ａ成分（ガラス繊維等）と、それよ
り形状寸法（直径、長さ）が１〜２桁小さいＢ成分とが
配合分散された構造になるため、環境温度等が変化して
も、マトリックス中において、上記Ａ成分およびＢ成分
の移動が起こらな（なり、導電剤粒子の配列状態の変化
が生じなくなるからと考えられる。

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。

〔実施例１〜５、比較例〕下記の第１表に示す原料を同表に示す割合で配合し、混
合、混練し冷却後粉砕して導電性樹脂組成物を得た。こ
の場合における繊維状充填材（Ａ）成分および（Ｂ）成
分の組成物全体中における割合を第２表に示した。

（以下余白）（ｂ）：ｄ＝０．４μ麟、ＩＬツ１５μ一つぎに、上記組成物を用い、押出成形により円筒状スリ
ーブをつ（す、これを用いて図に示すような現像ロール
を製造した。この場合におけるスリーブの電気特性の均
一性および経時的な体積固有抵抗（Ｒｖ）の変化度合を
調べた。この測定は、上記スリーブの中央部および左右
両端部の３個所について成形後１日日、１０日目、２０
日目。

３０日口のそれぞれ体積固有抵抗（Ｒｖ）を調べ、その
値を下記の第３表に記載している。

（以下余白）上記の表から明らかなように、実施別品は体積固有抵抗
（Ｒｖ）がスリーブの各部分において１桁以内の変化の
範囲にとどまっているのに対し、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。また、経時的にも実施
別品は成形後３０日経ても体積固有抵抗（Ｒｖ）の変化
度合が極めて小さいのに対し、比較別品は大きな変化値
を示している。

なお、上記の実施別品は、電子写真複写機の現像ロール
であるが、この発明の導電性ロールは上記のものに限ら
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、この発明の導電性ロールは、導電性ロー
ルを構成する円筒状スリーブが、絶縁性高分子材料中に
所定の形状寸法のＡ成分とＡ成分より形状寸法（直径、
長さ）の小さいＢ成分とを特定の範囲内で含有させた樹
脂硬化体で形成されているため、円筒状スリーブの体積
固有抵抗の経時的変化ならびに部分的なばらつきが生じ
ない。

その結果、高画質の複写像を形成することができ、また
、電子写真複写機の高機能化にも対応できるようになる
。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の一実施例の縦断面図である。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

【特許請求の範囲】

（１）円筒状スリーブの円筒表面を形成する導電性樹脂
組成物が絶縁性高分子をマトリックスとし、そのマトリ
ックス中に、導電剤と下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成
分が組成物全体中に下記の式（ I ）〜（III）を満たす
ような割合（重量％）で含有されていることを特徴とす
る導電性ロール。（Ａ）直径ｄが、５μｍ≦ｄ≦１００μｍで、長さｌが
、１ｍｍ≦ｌ≦１２ｍｍの繊維状補強材。（Ｂ）直径ｄが、０．１μｍ≦ｄ≦１０μｍで、長さｌ
が、０．５μｍ≦ｌ≦１００μｍの繊維状補強材。５≦Ａ≦４５・・・（ I ）２≦Ｂ≦３５・・・（II）１０≦Ａ＋Ｂ≦５５・・・（III）