JPH047571A - Conductive roll - Google Patents
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- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
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として用い
られる導電性ロールに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a conductive roll used as a developing roll of an electrophotographic copying machine.
電子写真複写機は、感光ドラムの表面に原稿像を静電潜
像として形成し、これにトナーを付着させてトナー像を
形成し、このトナー像を複写紙に転写することにより複
写を行うものである。この種の電子写真複写機は、一般
に第2図のように構成され、つぎのようにして複写を行
う。すなわち、1は感光ドラムであり軸1aを中心に矢
印方向に回転する。2はコロナ帯電器であり感光ドラム
1の外周面をコロナ放電によりプラスもしくはマイナス
に帯電する。3は露光器で原稿光像のスリット露光を感
光ドラム1の表面に到達させる。これにより一様に帯電
している感光ドラム1の表面に、原稿像に対応した静電
潜像が形成される。4はケース4a内に内蔵された現像
ロールであり、上記静電潜像に対してケース4a内のト
ナーを付着させトナー像を形成する。5は複写紙であり
、矢印方向に移送されその過程で感光ドラム1の表面の
トナー像を転写される。6はそのトナー像を転写するた
めの転写器である。7は感光ドラム1の表面の帯電状態
を除去する除電器、8は感光ドラム1の表面の転写残像
等を除去するクリーナーである。9はトナー像が転写さ
れた複写紙5の1〜ナー像を定着させる定着ロールであ
る。An electrophotographic copying machine forms a document image as an electrostatic latent image on the surface of a photosensitive drum, attaches toner to this to form a toner image, and copies this toner image by transferring it to copy paper. It is. This type of electrophotographic copying machine is generally constructed as shown in FIG. 2, and copies are made in the following manner. That is, 1 is a photosensitive drum that rotates in the direction of the arrow around an axis 1a. A corona charger 2 charges the outer peripheral surface of the photosensitive drum 1 positively or negatively by corona discharge. Reference numeral 3 denotes an exposure device which causes slit exposure of the original optical image to reach the surface of the photosensitive drum 1. As a result, an electrostatic latent image corresponding to the original image is formed on the uniformly charged surface of the photosensitive drum 1. A developing roll 4 is built in the case 4a, and causes the toner in the case 4a to adhere to the electrostatic latent image to form a toner image. Reference numeral 5 denotes copy paper, which is transported in the direction of the arrow, and in the process the toner image on the surface of the photosensitive drum 1 is transferred thereto. 6 is a transfer device for transferring the toner image. Reference numeral 7 designates a static eliminator that removes the electrical charge on the surface of the photosensitive drum 1, and reference numeral 8 designates a cleaner that removes transfer residual images and the like from the surface of the photosensitive drum 1. A fixing roll 9 fixes the toner images 1 to 1 on the copy paper 5 to which the toner images have been transferred.
このような構造の電子写真複写機において、特に最近で
は、複写画像の画質の向上が求められており、微細な画
像であっても鮮明な状態で得られることが望まれている
。しかしながら、現在の段階では、トナー等の現像剤に
対する電荷の付与がいまだ充分とはいえず、しかも−旦
電荷が付与された現像剤についても、現像ロール4に含
まれている導電材成分の除電効果によって電荷が失われ
るため、高画質の複写画像の形成に関しては問題がある
。In electrophotographic copying machines having such a structure, there has been a recent demand for improved image quality of copied images, and it is desired that even minute images can be obtained in a clear state. However, at the current stage, it cannot be said that imparting electric charge to the developer such as toner is sufficient, and even for the developer once imparted with electric charge, the charge is removed from the conductive material component contained in the developing roll 4. The effect is a loss of charge, which poses a problem with respect to the formation of high quality reproduced images.
この発明は、このような事情に鑑みなされたもので、高
画質の複写画像を形成することができる現像ロール等の
導電性ロールの提供をその目的とする。The present invention was made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a conductive roll such as a developing roll that can form high-quality copied images.
上記の目的を達成するため、この発明の導電性ロールは
、軸体の外周に導電層が円周に沿って形成された導電性
ロールであって、上記導電層が、下記の(A)成分およ
び(B)成分のうちの少なくとも(A)成分と硬化剤と
から誘導される硬化樹脂を母材とし、その母材中に導電
材粒子を分散しているという構成をとる。In order to achieve the above object, the conductive roll of the present invention is a conductive roll in which a conductive layer is formed along the circumference on the outer periphery of a shaft body, the conductive layer comprising the following (A) component. The base material is a cured resin derived from at least component (A) of the components (B) and a curing agent, and conductive material particles are dispersed in the base material.
(A)tert−ブチルフェノールノボラック樹脂。(A) tert-butylphenol novolac resin.
(B)フェノールノボラック樹脂。(B) Phenol novolak resin.
本発明者らは、上記従来の欠点を解決する目的で、現像
ロールの構成材料を中心に研究を重ねた。その結果、現
像ロールを構成する導電性樹脂材料として、tert−
ブチルフェノールノボラック樹脂(以下rtBu−フェ
ノールノボラック」と略す)を主要成分としたものを用
いると、そのtert−ブチル基が電子供与性に富んで
いることから、それを用いた現像ロールで負帯電トナー
をマイナス帯電させる場合に、負帯電トナーに対するマ
イナスの電荷の帯電量が大幅に向上することを見いだし
この発明に到達した。The present inventors have conducted extensive research focusing on the constituent materials of the developing roll in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks. As a result, tert-
When using a resin whose main component is butylphenol novolac resin (hereinafter abbreviated as rtBu-phenol novolac), the tert-butyl group is rich in electron donating properties, so a developing roll using this resin can be used to generate negatively charged toner. The present invention was achieved by discovering that when negatively charged toner is charged, the amount of negative charge on negatively charged toner is significantly improved.
この発明の導電性ロールは、軸体とその外周に形成され
る導電層とから構成されている。The conductive roll of the present invention is composed of a shaft and a conductive layer formed on the outer periphery of the shaft.
上記軸体としては、特に制限するものではなく、金属製
の円筒体からなる芯金や内部を中空にくりぬいた金属製
の円柱体等が使用される。The shaft body is not particularly limited, and a metal core made of a cylindrical body, a hollow metal cylindrical body, or the like may be used.
上記軸体の外周に、円周に沿って形成される導電層の形
成材料(導電性樹脂材料)としては、般に、フェノール
ノボラック樹脂、硬化剤、導電材粒子と、上記フェノー
ルノボラック樹脂の一部もしくは全部に代えて使用され
るtBu−フェノールノボラックとを用いて得られる。The materials for forming the conductive layer (conductive resin material) that are formed along the circumference of the shaft are generally a phenol novolac resin, a curing agent, conductive material particles, and one of the phenol novolac resins. tBu-phenol novolak, which is used in place of part or all of the tBu-phenol novolac.
上記、フェノールノボラック樹脂としては、特に制限す
るものではなく、従来から使用されているフェノールノ
ボラック樹脂をそのまま使用することができる。The above-mentioned phenol novolak resin is not particularly limited, and conventionally used phenol novolak resins can be used as they are.
また、上記フェノールノボラック樹脂の一部もしくは全
部に代えて使用するtBu−フェノールノボラックは、
下記の一般式
%式%)
で表されるものであり、上記一般式のnが0〜4の範囲
のものを使用することが好適である。In addition, tBu-phenol novolac used in place of part or all of the above phenol novolak resin is
It is represented by the following general formula (% formula %), and it is preferable to use one in which n in the above general formula is in the range of 0 to 4.
そして、上記フェノールノボラック樹脂とtBU−フェ
ノールノボラック樹脂との使用割合は、tBu−フェノ
ールノボラックをフェノールノボラック樹脂の全部に代
えて用いることが最も効果的である。しかし、フェノー
ルノボラック樹脂の80〜40重量%(以下「%」と略
す)を、tBU−フェノールノボラックに置き換えてす
る範囲内では、全体を置換したものとさほど効果の差が
生じない。Regarding the ratio of the phenol novolak resin and tBU-phenol novolak resin, it is most effective to use tBu-phenol novolak in place of all of the phenol novolak resin. However, within the range in which 80 to 40% by weight (hereinafter abbreviated as "%") of the phenol novolac resin is replaced with tBU-phenol novolac, there is not much difference in effect from replacing the entire phenol novolak resin.
このようなtBu−フェノールノボラックとフェノール
ノボラック樹脂との合計含有量は、これらが、導電性樹
脂材料全体の20〜70%の範囲内になるように設定す
ることが、帯電量の向上効果および現像ロールの機械的
強度等の点から好ましい。The total content of such tBu-phenol novolak and phenol novolac resin should be set so that it is within the range of 20 to 70% of the entire conductive resin material, to improve the effect of improving the amount of charge and developing. This is preferable from the viewpoint of the mechanical strength of the roll.
上記硬化剤は、上記フェノールノボラック樹脂およびt
Bu−フェノールノボラックの硬化剤となるものであり
、通常、ヘキサメチレンテトラミンが使用される。The curing agent includes the phenol novolak resin and t
It serves as a curing agent for Bu-phenol novolak, and hexamethylenetetramine is usually used.
また、導電材粒子としては、カーボンブラックグラファ
イト、C−ZnO,C−TiO2等があげられる。Further, examples of the conductive material particles include carbon black graphite, C-ZnO, C-TiO2, and the like.
なお、上記の成分材料以外に、ガラス繊維、ケイ酸カル
シウム(ワラストナイト)等の充填剤やステアリン酸等
の離型剤、水酸化カルシウム等の難燃剤、フルフラール
、ポリクレジルホスフェイト等の可塑剤ならびに染料、
顔料等の着色剤が必要に応じて用いられる。In addition to the above ingredients, fillers such as glass fiber, calcium silicate (wollastonite), mold release agents such as stearic acid, flame retardants such as calcium hydroxide, furfural, polycresyl phosphate, etc. plasticizers and dyes,
Coloring agents such as pigments are used as necessary.
したがって、この発明における、母材には、フェノール
ノボラック樹脂、tBu−フェノールノボラックと硬化
剤とから誘導される硬化樹脂以外に上記それ以外の成分
原料も必要に応じて含まれる。Therefore, in the present invention, the base material includes, as necessary, other component raw materials other than the above, in addition to the phenol novolac resin, the cured resin derived from the tBu-phenol novolac, and the curing agent.
特に、上記tBu−フェノールノボラックを、フェノー
ルノボラック樹脂の一部もしくは全部に代えて使用し、
これに硬化剤等を配合して軸体の外周に導電層を形成す
るに際し、上記例示の導電材粒子のうち、特にC−Zn
OをtBu−フェノールノボラックと併用すると、その
相乗効果により、負帯電トナーに対するマイナス電荷の
帯電量の大幅な向上効果が得られるようになる。In particular, the tBu-phenol novolak is used in place of part or all of the phenol novolak resin,
When forming a conductive layer on the outer periphery of the shaft by blending a curing agent etc. with this, among the above-mentioned conductive material particles, especially C-Zn
When O is used in combination with tBu-phenol novolak, the synergistic effect results in a significant improvement in the amount of negative charge on the negatively charged toner.
この発明の導電性ロールは上記原料を用い、例えばつぎ
のようにして製造することができる。まず、上記例示の
フェノールノボラック樹脂、tBU−フェノールノボラ
ックを用い、これにその他の添加剤を適宜に配合してベ
ース成分材料とし、これに上記の導電材粒子を配合する
。この場合、導電材粒子の使用割合は、上記ベース成分
材料中の樹脂(フェノールノボラック樹脂+tBu−フ
ェノールノボラック100重量部(以下「部」と略す)
に対して、20〜350部の割合で配合することが効果
の点で好ましい。つぎに、このような配合物を、従来公
知のニーダーのような混合機で混合、混練し、ついで粉
砕してペレット状等に形成する。なお、上記混合混純に
際しては、上記のように原料を配合してから投入し混合
する以外に、各原料を配合表に従って順次投入し混合、
混練することも行われる。つぎに、上記のようにして得
られた導電性樹脂材料を押出成形機等を用いて円筒状に
押出成形し、第1図に示すように芯金11の外周に、導
電層12として外嵌する。この外嵌に際しては、金属粉
末等の微細導電材粒子を含んだ接着剤を芯金11の外周
面もしくは円筒成形体の内周面に塗布することが行われ
、これが導電性接着剤層13になる。The conductive roll of the present invention can be manufactured using the above raw materials, for example, in the following manner. First, the above-exemplified phenol novolac resin, tBU-phenol novolak, is used, and other additives are suitably blended therein to form a base component material, and the above-mentioned conductive material particles are blended into this. In this case, the proportion of the conductive material particles used is the resin (phenol novolac resin + tBu - phenol novolac 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as "parts") in the base component material).
From the viewpoint of effectiveness, it is preferable to mix in the ratio of 20 to 350 parts. Next, such a blend is mixed and kneaded using a conventionally known mixer such as a kneader, and then pulverized to form pellets or the like. In addition, when performing the above-mentioned mixing and purification, in addition to blending the raw materials as described above and then adding and mixing, each raw material is sequentially added and mixed according to the recipe table.
Kneading is also carried out. Next, the conductive resin material obtained as described above is extruded into a cylindrical shape using an extrusion molding machine or the like, and as shown in FIG. do. In this external fitting, an adhesive containing fine conductive material particles such as metal powder is applied to the outer peripheral surface of the core bar 11 or the inner peripheral surface of the cylindrical molded body, and this is applied to the conductive adhesive layer 13. Become.
このようにして得られた導電性ロールでは、導電層2が
フェノールノボラック樹脂とこれの一部もしくは全部と
置換されるtBu−フェノールノボラックと硬化剤とか
ら誘導された硬化樹脂を母材(母層)とし、この母材中
に導電材粒子が分散した状態になっている。したがって
、その母材中のtBu−フェノールノボラックの作用に
より、負帯電トナーに対するマイナス電荷の帯電量の大
幅な向上効果を実現することができる。In the conductive roll obtained in this manner, the conductive layer 2 is made of a hardening resin derived from a phenol novolac resin, tBu-phenol novolac which is partially or completely replaced with the hardening agent, and a hardening agent. ), and conductive material particles are dispersed in this base material. Therefore, due to the action of the tBu-phenol novolac in the base material, it is possible to significantly improve the amount of negative charge on the negatively charged toner.
なお、上記本発明の導電性ロールは、一般に現像ロール
として電子写真複写機に用いられるのであるが、それ以
外にファクシミリ、プリンター等にも広く応用さる。The conductive roll of the present invention is generally used as a developing roll in electrophotographic copying machines, but is also widely applicable to facsimile machines, printers, and the like.
以上のように、この発明の導電性ロールは、導電層が、
フェノールノボラック樹脂の少なくとも一部をtBu−
フェノールノボラックで置換し、これと硬化剤とから誘
導される硬化樹脂を母材とし、その母材中に導電材粒子
を分散した構造となっているため、tBu−フェノール
ノボラックの有する電子供与性によって負帯電トナーに
対する大幅な帯電量の向上効果を実現することができる
。したがって、これを電子写真複写機等に用いた場合に
は、複写画像の高画質化効果を得ることができるように
なる。As described above, in the conductive roll of the present invention, the conductive layer is
At least a portion of the phenol novolac resin is tBu-
The base material is a cured resin derived from the substituted phenol novolac and a curing agent, and the conductive material particles are dispersed in the base material, so the electron donating property of tBu-phenol novolak It is possible to achieve a significant effect of improving the amount of charge on negatively charged toner. Therefore, when this is used in an electrophotographic copying machine or the like, it is possible to obtain the effect of increasing the quality of the copied image.
つぎに、実施例について説明する。Next, examples will be described.
後記の表に示す各原料を同表に示す割合で配合した。そ
して、これらをニーダ−を用いて均一に混合混練したの
ち、粉砕して粒径0.1〜2ffIff1程度のペレッ
トをつくった。The raw materials shown in the table below were blended in the proportions shown in the table. Then, these were uniformly mixed and kneaded using a kneader, and then pulverized to form pellets having a particle size of about 0.1 to 2ffIff1.
つぎに、このようにして得られた導電性樹脂材料を用い
、外径が2511II11で導電層の厚みが2mの現像
ロールをつくった。得られた現像ロールにおける電気抵
抗および負帯電トナーに対する帯電量の向上効果と、正
帯電トナーに対する帯電量の向上効果を同表に併せて示
した。なお、帯電量は比較例1の帯電量を100とし、
これを基準に数値が大きいものが帯電量が向上しており
、低いものが帯電量が低下していることを示している。Next, a developing roll having an outer diameter of 2511II11 and a conductive layer thickness of 2 m was made using the conductive resin material thus obtained. The electrical resistance of the obtained developing roll and the effect of improving the amount of charge on negatively charged toner and the effect of improving the amount of charge on positively charged toner are also shown in the same table. Note that the amount of charge is based on the amount of charge of Comparative Example 1 as 100,
Based on this, a larger value indicates an improved charge amount, and a lower value indicates a decreased charge amount.
(以下余白)
上記の表から明らかなように、実施測高によれば、負帯
電トナーに対する帯電量の大幅な向上効果が得られ、高
画質で鮮明な複写画像が得られることがわかる。(The following is a blank space) As is clear from the above table, according to the actual height measurement, it is possible to obtain a significant improvement effect in the amount of charge for negatively charged toner, and to obtain a high quality and clear copy image.
第1図はこの発明の一実施例の構成図、第2図は電子写
真複写機の構成図である。
11・・・芯金 12・・・導電層 13・・・導電性
接着剤層
特許出願人 東海ゴム工業株式会社
富士ゼロックス株式会社FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of an electrophotographic copying machine. 11... Core metal 12... Conductive layer 13... Conductive adhesive layer Patent applicant Tokai Rubber Industries Co., Ltd. Fuji Xerox Co., Ltd.
Claims (1)
電性ロールであつて、上記導電層が、下記の(A)成分
および(B)成分のうちの少なくとも(A)成分と硬化
剤とから誘導される硬化樹脂を母材とし、その母材中に
導電材粒子を分散していることを特徴とする導電性ロー
ル。 (A)tert−ブチルフェノールノボラック樹脂。 (B)フェノールノボラック樹脂。(1) A conductive roll in which a conductive layer is formed along the circumference on the outer periphery of a shaft, the conductive layer comprising at least (A) of the following components (A) and (B). 1. A conductive roll having a base material made of a cured resin derived from a hardening agent and a hardening agent, and having conductive material particles dispersed in the base material. (A) tert-butylphenol novolac resin. (B) Phenol novolac resin.
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