JPH0527550A - Electrophotographic electrifier and electrophotographic device using this device - Google Patents

Electrophotographic electrifier and electrophotographic device using this device

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JPH0527550A
JPH0527550A JP18603591A JP18603591A JPH0527550A JP H0527550 A JPH0527550 A JP H0527550A JP 18603591 A JP18603591 A JP 18603591A JP 18603591 A JP18603591 A JP 18603591A JP H0527550 A JPH0527550 A JP H0527550A
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JP
Japan
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zinc oxide
charger
whiskers
molding
roller
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JP18603591A
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Japanese (ja)
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Mitsumasa Oku
光正 奥
Motoi Kitano
基 北野
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To stably assure semiconductivity at a low cost and to prevent flawing of a contact party by using a specific resin compsn. to constitute a contact electrifying part. CONSTITUTION:The conductive resin compsn. compounded with zinc oxide whiskers is used for a semiconductive cylindrical molding 8 constituting the contact electrifying part of an electrifying roller (electrifier) and further, a light source 11 for irradiating the surface of this conductive roller 2 is provided. The illuminance and light spectra of this light source 11 is preferably made variable. The zinc oxide whiskers can be arbitrarily stabilized between 10<5> to 10<10>OMEGA by taking the intrinsic resistance value and sizes of the whiskers and the compounding ratio thereof into consideration if such whiskers are compounded as an electrical conductivity imparting material with the resin. Since the molding can be produced by infection molding extrusion molding, compression molding, etc., the molding have high mass productivity and can be produced at a low cost. The oxide whiskers are soft packing materials and, therefore, hardly flaw the photosensitive body. The surface resistance value of the electrifying roller can be varied by the light source and is adjustable to an optimum electrifying state.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は電子写真用帯電器とそれ
を用いた電子写真装置に関し、特に接触帯電方式の帯電
器における導電性材料の改良とそれに対応した構成の電
子写真装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrophotographic charger and an electrophotographic apparatus using the same, and more particularly to an improvement of a conductive material in a contact charging type charger and an electrophotographic apparatus having a structure corresponding thereto. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より電子写真装置における帯電器の
方式には、非接触帯電方式のコロナ放電帯電器と、接触
帯電方式の導電性ブラシ帯電器や導電性ローラ帯電器が
知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a charging device type in an electrophotographic apparatus, a non-contact charging type corona discharge charging device, a contact charging type conductive brush charging device and a conductive roller charging device have been known.

【0003】特に、コロナ放電を用いない導電性ローラ
帯電器は、オゾンの発生が少ない等のため、感光体への
ダメージが小さく、また低電圧(例えば0.4〜1K
V)で帯電させるため安全性が高く、電源のコストも低
い等の多くの特長があるため、これまで各種の技術開発
が考案がなされてきた。
In particular, a conductive roller charger that does not use corona discharge causes less damage to the photosensitive member because it produces less ozone, and has a low voltage (for example, 0.4 to 1K).
Since it is charged with V), it has many advantages such as high safety and low power supply cost, and various technical developments have been devised so far.

【0004】接触帯電方式の電子写真装置は、図4に示
すように、感光体1の周囲に、帯電器としての帯電ロー
ラ2、露光光源3、現像器4、転写部5、除電部6及び
クリーニングブレード7を配置し、感光体1を一様に帯
電した後露光し、形成された静電潜像を現像し、これを
転写部で用紙に転写し、その後感光体1の残留電荷を除
去し、感光体1上の残留トナーを除去するように構成さ
れている。
In the contact charging type electrophotographic apparatus, as shown in FIG. 4, a charging roller 2 as a charging device, an exposure light source 3, a developing device 4, a transfer portion 5, a charge eliminating portion 6 and A cleaning blade 7 is arranged to uniformly charge the photoconductor 1 and then expose it to develop the formed electrostatic latent image, transfer it to a sheet at a transfer portion, and then remove residual charges of the photoconductor 1. Then, the residual toner on the photoconductor 1 is removed.

【0005】上記帯電ローラ2を構成する材料として
は、特に半導電性(ローラ面とローラコア間の抵抗値が
105 〜109 Ω) の材料が適し、カーボンブラックを
ゴムに練り込んだ導電性ゴムローラや、セラミックロー
ラが提案されてきた。
A material having a semi-conductivity (a resistance value between the roller surface and the roller core is 10 5 to 10 9 Ω) is particularly suitable as a material forming the charging roller 2, and a conductive material obtained by kneading carbon black into rubber. Rubber rollers and ceramic rollers have been proposed.

【0006】即ち、V.E.STRAUGHAN、他の
論文(Pro.Nat.Electronics Conf.,13,959〜96
8(1957))や、特開昭56−104346号公報
には導電性ゴムローラが開示され、特開昭50−843
号公報には半導電性セラミックローラが開示されてい
る。
That is, V. E. STRAUGHAN, et al. (Pro.Nat. Electronics Conf., 13, 959-96)
8 (1957)) and JP-A-56-104346, a conductive rubber roller is disclosed.
The publication discloses a semiconductive ceramic roller.

【0007】また、従来よりローラの温度を変えて導電
性ローラの導電性を変化させる技術も提案されている。
Further, conventionally, there has been proposed a technique of changing the temperature of the roller to change the conductivity of the conductive roller.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来の導電
性の接触帯電部材には以下の問題点があった。
However, the conventional conductive contact charging member has the following problems.

【0009】まず、カーボンブラックをゴムに練り込ん
だ材料は、カーボンブラック自体の抵抗値が低い(10
3 Ω-cm 以下)ため、半導電性(例えば105 〜109
Ω)で安定させるのが極めて困難で、特性の信頼性の低
下や製品ばらつきとして現れ、半導電性で安定化できる
手段が強く望まれていた。
First, the material obtained by kneading carbon black into rubber has a low resistance value of carbon black itself (10
Since it is 3 Ω-cm or less, it is semi-conductive (eg 10 5 to 10 9).
Ω) is extremely difficult to stabilize, and it appears as deterioration of reliability of characteristics and product variations, and a means for stabilizing with semiconductivity has been strongly desired.

【0010】一方、半導電性セラミックローラに関して
も、半導電性を安定的に確保できる材料は限られ、高価
で量産性も乏しく必然的に高コストとならざる得ず、そ
の上ローラ自体が硬いため、接触相手の感光体(ゼログ
ラフィー感光体)に傷付け易く、またローラ自体が脆
く、衝撃強度が弱いため耐久性に問題があった。
On the other hand, as for the semiconductive ceramic roller, the materials that can stably secure the semiconductive property are limited, and the cost is high, the mass productivity is poor, and the cost is inevitably high, and the roller itself is hard. Therefore, the photoconductor (xerographic photoconductor) of the contact partner is easily scratched, and the roller itself is fragile and the impact strength is weak, so there is a problem in durability.

【0011】さらに、加熱方式の抵抗値可変ローラは、
可変レスポンスが悪い上、感光体に対する熱の影響が発
生するため、さらに好ましい技術開発が望まれていた。
Further, the heating type resistance variable roller is
Since the variable response is poor and the influence of heat on the photoconductor occurs, further preferable technical development has been desired.

【0012】本発明は、上記従来の問題点に鑑み、半導
電性を安定的に低コストで確保でき、接触相手に傷を付
けることのない接触帯電方式の電子写真用帯電器とそれ
を用いた電子写真装置を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a contact charging type electrophotographic charger which can secure semiconductivity stably at a low cost and does not damage the contact partner, and a charger for the same. The purpose of the present invention is to provide an electrophotographic device.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の電子写真用帯電
器は、少なくとも酸化亜鉛ウィスカを配合した樹脂組成
物を用いて接触帯電部を構成したものである。
In the charger for electrophotography of the present invention, the contact charging section is formed by using a resin composition containing at least zinc oxide whiskers.

【0014】また、本発明の電子写真装置は、少なくと
も酸化亜鉛ウィスカを配合した樹脂組成物を用いて構成
した帯電ローラと、この帯電ローラの表面を照射する光
源を備え、好ましくは光源の照度や光スペクトルを可変
としたものである。
Further, the electrophotographic apparatus of the present invention comprises a charging roller composed of a resin composition containing at least zinc oxide whiskers, and a light source for irradiating the surface of the charging roller. The light spectrum is variable.

【0015】[0015]

【作用】本発明によると、接触帯電部の抵抗値を容易に
半導電性(105〜109 Ω)で安定化でき、しかも量
産性に富むため低コストで済む。
According to the present invention, the resistance value of the contact charging portion can be easily stabilized with semiconductivity (10 5 to 10 9 Ω) and the mass productivity is excellent, so that the cost can be reduced.

【0016】詳細に説明すると、酸化亜鉛ウィスカの結
晶内部の固有の抵抗値はかなり低いものと考えられる
が、ウィスカ粉の集合体を圧力で固めた圧粉体や樹脂中
に配合した状態での抵抗値は相当高いものとなり、大体
105 Ω-cm 以上となる。即ち、酸化亜鉛ウィスカは小
さな針状の完全な単結晶体で、その導電性は酸化亜鉛の
n型半導体の性質に依存しているため、単結晶同士の接
触界面ではダブルショットキーバリアー等で説明される
高抵抗界面が存在する。従って酸化亜鉛ウィスカの圧粉
体や樹脂組成物では、電気抵抗値が高抵抗を示すことに
なり、高抵抗で安定化する。この現象は金属粉やカーボ
ン(いずれも固有抵抗値が低い粉体)を用いた場合に低
抵抗(例えば10-2〜103 Ω-cm )で安定化するのと
対照的である。
More specifically, the intrinsic resistance value inside the zinc oxide whisker crystal is considered to be quite low. However, the aggregate of whisker powder in a powder compacted by pressure or in a state of being compounded in a resin is shown. The resistance value is considerably high, and is about 10 5 Ω-cm or more. In other words, zinc oxide whiskers are small needle-shaped complete single crystals, and their conductivity depends on the properties of the n-type semiconductor of zinc oxide. Therefore, the contact interface between single crystals is explained by a double Schottky barrier. There is a high resistance interface that is created. Therefore, the zinc oxide whisker powder compact and the resin composition have a high electric resistance and are stabilized at a high resistance. This phenomenon is in contrast to the case where metal powder or carbon (both of which have a low specific resistance value) is used and stabilized with low resistance (for example, 10 -2 to 10 3 Ω-cm).

【0017】この酸化亜鉛ウィスカを導電付与材として
樹脂に配合する場合においては、このウィスカの固有抵
抗値や大きさ、それに配合量を考慮することにより、1
5 〜1010Ωの間で任意に安定化することができる。
When this zinc oxide whisker is blended with a resin as a conductivity-imparting material, by considering the specific resistance value and size of this whisker and the blending amount,
It can be arbitrarily stabilized between 0 5 and 10 10 Ω.

【0018】また、この樹脂組成物を用いると、射出成
形、押出成形、圧縮成形等で帯電ローラなどの形態の帯
電器を生産できるため、量産性に富み、低コストで生産
が可能となる。また、酸化亜鉛ウィスカを高充填した樹
脂組成物であるため精密な成形が可能で、感光体と精密
に接触する帯電器に適する。さらにこのウィスカ強化樹
脂製の帯電器は、樹脂がウィスカによりミクロに補強さ
れているため、接触面での耐摩耗性に優れ、耐衝撃性が
高く、従って耐久性の面でも優れる。反面、酸化亜鉛ウ
ィスカは、モース硬度が4で、軟らかい充填材であるた
め、相手材の感光体に対しても傷を付け難い帯電器が実
現されることも大きな特長である。また、酸化亜鉛ウィ
スカは高比重(5.8)であり、このウィスカを高充填
した樹脂は高比重となるため、回転時の慣性が大きく、
また高速回転下においてまで密着接触が保持できる帯電
器(帯電ローラ)が実現できる。
Further, when this resin composition is used, a charging device in the form of a charging roller or the like can be produced by injection molding, extrusion molding, compression molding or the like, so that mass production is excellent and production at low cost becomes possible. Further, since the resin composition is highly filled with zinc oxide whiskers, it is possible to perform precise molding and is suitable for a charger that comes into precise contact with the photoconductor. Further, the charger made of the whisker-reinforced resin is excellent in abrasion resistance on the contact surface and high in impact resistance because the resin is micro-reinforced by the whiskers, and thus is also excellent in durability. On the other hand, since zinc oxide whiskers have a Mohs hardness of 4 and are a soft filler, it is also a great feature that a charging device that does not easily damage the photoconductor of the other material is realized. In addition, zinc oxide whiskers have a high specific gravity (5.8), and the resin in which the whiskers are highly filled has a high specific gravity, so the inertia during rotation is large,
Further, it is possible to realize a charging device (charging roller) capable of maintaining close contact even under high speed rotation.

【0019】次に、この帯電ローラの表面を照射する光
源を併設することにより、帯電ローラの表面抵抗値を可
変することができ、最適な帯電状態に調整することが可
能である。しかも、この方式は加熱方式と比較してレス
ポンスに優れ、感光体に熱影響を及ぼすことが全くな
い。
Next, by providing a light source for irradiating the surface of the charging roller, the surface resistance value of the charging roller can be varied and the charging state can be adjusted to an optimum state. Moreover, this method is superior in response as compared with the heating method, and has no thermal effect on the photoconductor.

【0020】この原理は、酸化亜鉛ウィスカが光導電性
の材料であるため、光(可視光や紫外線など)の照度や
スペクトルを変えることにより帯電ローラの表面抵抗値
を変えることができる。
According to this principle, since zinc oxide whiskers are a photoconductive material, the surface resistance value of the charging roller can be changed by changing the illuminance or spectrum of light (visible light, ultraviolet light, etc.).

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明を実施例を用いて具体的に説明
するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0022】本発明では、酸化亜鉛ウィスカとしてテト
ラポット形状(その電子顕微鏡写真を図3に示す)のも
のを用いることによって特に好ましい結果を得ることが
できるが、単純針状の酸化亜鉛ウィスカを用いても同様
の効果が得られる。
In the present invention, particularly preferable results can be obtained by using a tetrapot-shaped zinc oxide whisker (an electron micrograph of which is shown in FIG. 3), but a simple needle-shaped zinc oxide whisker is used. However, the same effect can be obtained.

【0023】このテトラポット形状の酸化亜鉛ウィスカ
は、酸素濃度数%以下の酸素を含む雰囲気下で、金属亜
鉛の溶湯を700〜1100°C、好ましくは800〜
1050°Cで加熱処理して生成させることができる。
しかし、生成方法は上記所謂溶湯法に限定されるもので
はない。
This tetrapot-shaped zinc oxide whisker contains a molten metal of zinc at 700 to 1100 ° C., preferably 800 to 100 ° C. in an atmosphere containing oxygen with an oxygen concentration of several percent or less.
It can be generated by heat treatment at 1050 ° C.
However, the generation method is not limited to the so-called molten metal method.

【0024】得られた酸化亜鉛ウィスカは、通常みかけ
の嵩比重0.02〜0.5を有し、70wt%以上の高収
率で極めて量産性に富んでいる。
The obtained zinc oxide whiskers usually have an apparent bulk specific gravity of 0.02 to 0.5, and have a high yield of 70% by weight or more, and are extremely highly producible.

【0025】この酸化亜鉛ウィスカのX線回折図をとる
と、通常すべて酸化亜鉛のピークを示した。一方電子線
回折の結果も、転移、格子欠陥の少ない単結晶性を示し
た。
When the X-ray diffraction pattern of this zinc oxide whisker was taken, it usually showed all the peaks of zinc oxide. On the other hand, the electron diffraction results also showed single crystallinity with few transitions and lattice defects.

【0026】又、不純物含有量も少なく、原子吸光分析
の結果、酸化亜鉛が99.9%であった。
Further, the content of impurities was also small, and as a result of atomic absorption analysis, zinc oxide was 99.9%.

【0027】ところで、酸化亜鉛ウィスカの針状結晶部
が4軸以外に、3軸、2軸あるいは1軸のものが混在す
る場合があるが、これは4軸のウィスカの一部が折損し
たものである。また、板状結晶の酸化亜鉛が混入する場
合も認められる。
Incidentally, the needle-shaped crystal part of the zinc oxide whisker may be a mixture of triaxial, biaxial or uniaxial ones in addition to the four axial ones. Is. It is also recognized that zinc oxide in the form of plate crystals is mixed.

【0028】テトラポット形状の酸化亜鉛ウィスカの中
でも、特に針状結晶部の基部から先端までの長さが3μ
m以上で、アスペクト比(長さ/基部の径)が3以上の
ウィスカが導電性付与の点から好ましい。なお、ここで
基部とは4軸方向に延びた針状結晶の各軸が集合した中
心部分を核部として、各針状結晶部分の核部に連結する
部分である。
Among the tetrapod-shaped zinc oxide whiskers, the length from the base to the tip of the needle-shaped crystal part is 3 μm.
Whiskers having an aspect ratio (length / diameter of the base portion) of 3 or more at m or more are preferable from the viewpoint of imparting conductivity. Here, the base portion is a portion connected to the core portion of each needle-shaped crystal portion with the central portion where the axes of the needle-shaped crystals extending in the four-axis directions are gathered as the core portion.

【0029】さらに、針状結晶部の長さが10μm以上
で、アスペクト比が5以上のウィスカを用いることによ
り、さらに導電性が改善されるのでより好ましい。
Further, it is more preferable to use a whisker having a needle-shaped crystal portion with a length of 10 μm or more and an aspect ratio of 5 or more because the conductivity is further improved.

【0030】一方、樹脂中に均一に混練して安定な導電
性を得る観点からは、概略200μm以下の長さが好ま
しく、150μm以下の長さが最適となる。
On the other hand, from the viewpoint of uniformly kneading into the resin to obtain stable conductivity, the length of about 200 μm or less is preferable, and the length of 150 μm or less is optimal.

【0031】また、ウィスカの折れの観点からは、アス
ペクト比は1000以下が好ましく、特に50以下にお
いて良好な結果をもたらす。
From the viewpoint of breakage of whiskers, the aspect ratio is preferably 1000 or less, and particularly 50 or less gives good results.

【0032】ところで、本発明で用いられる酸化亜鉛ウ
ィスカの抵抗値は、105 〜1010Ω-cm の範囲のもの
が適するが、特に107 〜109 Ω-cm のウィスカが好
適である。
By the way, the resistance value of the zinc oxide whiskers used in the present invention is preferably in the range of 10 5 to 10 10 Ω-cm, and whiskers of 10 7 to 10 9 Ω-cm are particularly suitable.

【0033】本発明で用いる酸化亜鉛ウィスカの抵抗値
の測定法は次の通りである。まず、酸化亜鉛ウィスカを
0.5g採取し、直径20mmの一対の平板電極で均等に
挟み、5kg/cm2の圧力を試料に均一にかける。次に、こ
の一対の平板電極間の抵抗を超絶縁抵抗計(HP社製、
High Resistance Meter 4329A)を用いて、測定電
圧25Vで読み取る。次に、酸化亜鉛ウィスカの圧粉試
料を取り出し、ノギスで試料厚みを測定し、この試料厚
みと、試料面積(3.14cm2 )と、先に求めた抵抗値
より次の計算式で計算して体積抵抗値Pを求める。
The method for measuring the resistance value of the zinc oxide whisker used in the present invention is as follows. First, 0.5 g of zinc oxide whiskers is sampled and evenly sandwiched between a pair of flat plate electrodes having a diameter of 20 mm, and a pressure of 5 kg / cm 2 is uniformly applied to the sample. Next, the resistance between the pair of flat plate electrodes is measured by a super insulation resistance tester (HP,
Read using a High Resistance Meter 4329A) at a measuring voltage of 25V. Next, take out a dust sample of zinc oxide whiskers, measure the sample thickness with a caliper, and calculate from the sample thickness, the sample area (3.14 cm 2 ) and the resistance value obtained earlier by the following formula. Then, the volume resistance value P is obtained.

【0034】P〔Ω−cm〕=R・S/t ここで、R〔Ω 〕:抵抗値 S〔cm2 〕:試料面積 t〔cm 〕:試料厚み 次に、樹脂中への酸化亜鉛ウィスカの配合割合は、20
wt%以上、80wt%以下が好ましい。20wt%未満では
十分に安定した導電性が付与されず、80wt%を超える
と、複合物が極めて脆くなるため好ましくない。バラン
スのとれた複合物を得るには40wt%〜70wt%が特に
好ましい。
P [Ω-cm] = R · S / t where R [Ω]: resistance value S [cm 2 ]: sample area t [cm]: sample thickness Next, zinc oxide whiskers in resin The mixing ratio of is 20
It is preferably not less than wt% and not more than 80 wt%. If it is less than 20 wt%, sufficiently stable conductivity is not imparted, and if it exceeds 80 wt%, the composite becomes extremely brittle, which is not preferable. 40 wt% to 70 wt% is particularly preferred to obtain a balanced composite.

【0035】次に、使用する樹脂の種類は、熱硬化性樹
脂と熱可塑性樹脂のいずれをも用いることができる。
Next, as the type of resin used, either thermosetting resin or thermoplastic resin can be used.

【0036】熱硬化性樹脂では、限定するわけではない
が、例えばエポキシ樹脂、シリコン樹脂、不飽和ポリエ
ステル樹脂等が用いられる。
The thermosetting resin may be, but is not limited to, an epoxy resin, a silicone resin, an unsaturated polyester resin, or the like.

【0037】熱可塑性樹脂は、結晶性樹脂及び非結晶性
樹脂のいずれも用い得るが、特に結晶性の成分の多い樹
脂が適している。
As the thermoplastic resin, either a crystalline resin or an amorphous resin can be used, but a resin having a large amount of crystalline components is particularly suitable.

【0038】使用する熱可塑性樹脂は限定するものでは
ないが、ポリプロピレン、ポリエチレン、塩素化ポリエ
チレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテ
ルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスル
ホン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルケト
ン、ポリエーテルエーテルケトン、ABS樹脂、ポリブ
タジエン、ポリメチルメタアクリレート、ポリアクリル
ニトリル、ポリアセタール、ポリカーボネート、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン−
テトラフロロエチレン共重合体、芳香族ポリエステル、
ポリ弗化ビニル、ポリ弗化ビニリデン、ポリ塩化ビニリ
デン、”テフロン”(デュポン社製フッ素樹脂)、ポリ
アリレート、ポリ塩化ビニル、グラフト化ポリフェニレ
ンエーテル(変性PPE樹脂)、ポリスチレン等の単独
又はこれらの共重合体から成る樹脂や、かかる樹脂の2
種以上のアロイや混合物が適用される。
The thermoplastic resin used is not limited, but polypropylene, polyethylene, chlorinated polyethylene, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyamide, polysulfone, polyetherimide, polyether sulfone, polyphenylene sulfone, polyphenylene sulfide, poly Ether ketone, polyether ether ketone, ABS resin, polybutadiene, polymethylmethacrylate, polyacrylonitrile, polyacetal, polycarbonate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl acetate, ethylene-
Tetrafluoroethylene copolymer, aromatic polyester,
Polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, "Teflon" (fluorine resin manufactured by DuPont), polyarylate, polyvinyl chloride, grafted polyphenylene ether (modified PPE resin), polystyrene, etc. either alone or together Resin made of polymer and 2 of such resin
Alloys and mixtures of more than one species are applied.

【0039】より好ましい結果を与える結晶性の熱可塑
性樹脂としては、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド
(例えばPA−6、PA−66、PA−610、PA−
11、PA−12、PA−46)、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセター
ル、各種液晶ポリマー(全芳香族液晶ポリエステル、並
びに半芳香族液晶ポリエステルなど)等が適している。
As the crystalline thermoplastic resin giving more preferable results, polypropylene, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyamide (for example, PA-6, PA-66, PA-610, PA-) is used.
11, PA-12, PA-46), polyphenylene sulfide, polyether ether ketone, polyacetal, various liquid crystal polymers (fully aromatic liquid crystal polyester, semiaromatic liquid crystal polyester, etc.) and the like are suitable.

【0040】この中では、とりわけ、ポリプロピレンと
ポリブチレンテレフタレートが好適である。この他、各
種ゴムやエラストマー(例えばNBR、EPDM、クロ
ロプレン等)が用いられる。
Among these, polypropylene and polybutylene terephthalate are particularly preferable. Besides, various rubbers and elastomers (for example, NBR, EPDM, chloroprene, etc.) are used.

【0041】次に、樹脂と酸化亜鉛ウィスカの混合混練
には、従来よりこの種の複合材料の混練に用いられてき
た各種装置が用いられる。即ち、単軸式や多軸式の押出
機の使用が良好な結果を与え、またリボンブレンダーや
スーパーミキサー(ヘンシエルミキサー)などのスクリ
ュー回転翼式容器固定型、あるいは水平円筒型や傾斜円
筒型、又はV型のタンブルミキサー等の容器回転型混合
機等が用いられる。
Next, for mixing and kneading the resin and the zinc oxide whiskers, various devices conventionally used for kneading this kind of composite material are used. That is, the use of a single-screw type or multi-screw type extruder gives good results, and a screw rotary blade type container fixed type such as a ribbon blender or a super mixer (Hensiel mixer), or a horizontal cylindrical type or an inclined cylindrical type. Alternatively, a container rotary type mixer such as a V-type tumble mixer is used.

【0042】次に、これらの樹脂組成物を用いた帯電器
部材の成形には、射出成形、押出成形、圧縮成形などを
用いることができる。
Next, injection molding, extrusion molding, compression molding or the like can be used to mold the charger member using these resin compositions.

【0043】一方、導電性と機械特性の安定した樹脂組
成物を得るために、カップリング剤で表面処理した酸化
亜鉛ウィスカが用いられる。カップリング剤としては、
シラン系あるいはクロム系あるいはチタン系カップリン
グ剤、それにシリルパーオキサイド系、有機リン酸系が
使用できるが、特にシランカップリング剤が有効であ
る。
On the other hand, zinc oxide whiskers surface-treated with a coupling agent are used in order to obtain a resin composition having stable electrical conductivity and mechanical properties. As the coupling agent,
A silane-based, chromium-based or titanium-based coupling agent, a silyl peroxide-based agent, and an organic phosphoric acid-based agent can be used, and the silane coupling agent is particularly effective.

【0044】又、本発明で用いる樹脂組成物には、従来
より用いられてきた導電フィラー、即ち、銀、銅、金、
アルミニウム、ニッケル、パラジウム、鉄、ステンレス
鋼等の金属系や、酸化錫、アンチモンドープ酸化錫、導
電性チタン酸カリウム、酸化インジウム、酸化鉛等の金
属酸化物系、あるいは炭化珪素、炭化ジルコニウム、炭
化チタニウム等の炭素物系、あるいは高導電性カーボ
ン、グラファイト、アセチレンブラック等の炭素系の粉
末、フレーク、ビーズ、繊維、あるいは例えばアンチモ
ンドープ酸化錫などの上記粉末材料を絶縁性あるいは低
導電性の各種粉末、フレーク、ビーズ、繊維系材料に各
種方法でコートした導電フィラーを適当量配合して、導
電性やその他の物性を改善することができることは勿論
である。
In the resin composition used in the present invention, conductive fillers which have been conventionally used, that is, silver, copper, gold,
Metals such as aluminum, nickel, palladium, iron, and stainless steel; metal oxides such as tin oxide, antimony-doped tin oxide, conductive potassium titanate, indium oxide, and lead oxide; silicon carbide, zirconium carbide, and carbonization. Insulating or low-conductivity-based materials such as carbon-based powders such as titanium, or carbon-based powders such as highly conductive carbon, graphite, and acetylene black, flakes, beads, fibers, or the above powder materials such as antimony-doped tin oxide. Needless to say, it is possible to improve the conductivity and other physical properties by blending powder, flakes, beads, and a fiber material with an appropriate amount of a conductive filler coated by various methods.

【0045】また、一方ポリアセチレン、ポリピロー
ル、ポリチオフェン、ポリアニリン、TCNQ等の有機
導電性高分子の粉末やフレークを導電性フィラーとして
適当量併用したり、高アルコール、第4級アンモニウム
塩、カリウム塩やナトリウム塩タイプの両性カチオン・
アニオン型帯電防止剤を適当量添加することも何ら差し
支えない。
On the other hand, powders and flakes of organic conductive polymers such as polyacetylene, polypyrrole, polythiophene, polyaniline, and TCNQ may be used together as a conductive filler in an appropriate amount, or high alcohol, quaternary ammonium salt, potassium salt or sodium may be used. Salt-type amphoteric cation
There is no problem in adding an appropriate amount of anionic antistatic agent.

【0046】その他、全体の導電性を著しく損なうこと
のない範囲で、各種機械物性の改善やトータルコスト低
減、あるいは難燃化の目的で、従来より用いられてきた
各種充填剤や難燃剤(例えば、ガラスファイバ、ガラス
フレーク、ガラスビーズ、タルク、マイカ、炭酸カルシ
ウム、クレー、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、ア
ルミナ、酸化チタン、シリカ、ホワイトカーボン、けい
そう土、二硫化モリブデン、カーボンブラック、グラフ
ァイト、木粉、ホスファゲン化合物、リン酸エステル
等)、さらに酸化チタン、酸化亜鉛、ベンガラ等の着色
剤、各種安定剤や劣化防止剤等を適当量配合することも
また何ら差し支えない。
In addition to the above, various fillers and flame retardants conventionally used (for example, for the purpose of improving various mechanical properties, reducing total cost, or making flame retardant within a range not significantly impairing the overall conductivity) (for example, , Glass fiber, glass flakes, glass beads, talc, mica, calcium carbonate, clay, barium sulfate, aluminum hydroxide, alumina, titanium oxide, silica, white carbon, diatomaceous earth, molybdenum disulfide, carbon black, graphite, wood Powders, phosphagen compounds, phosphoric acid esters, etc.), and colorants such as titanium oxide, zinc oxide, red iron oxide, etc., various stabilizers, deterioration inhibitors, etc. may be blended in appropriate amounts.

【0047】次に、本発明は広く各種接触帯電方式の帯
電器部材に適用できるものである。
Next, the present invention can be widely applied to various contact charging type charger members.

【0048】即ち、特に限定するものではないが、例え
ば帯電ローラや帯電ブラシに適用することがてきる。勿
論同じ発想は除電ローラやクリーニングローラ等に拡張
できるのは言うまでもないことである。
That is, although not particularly limited, it can be applied to, for example, a charging roller or a charging brush. Needless to say, the same idea can be extended to a charge eliminating roller, a cleaning roller and the like.

【0049】また、本発明で用いる樹脂組成物の抵抗値
(ASTM−D257)は、105 〜1010Ω-cm が適
当であり、特に107 〜109 Ω-cm が好適である。
Further, the resistance value (ASTM-D257) of the resin composition used in the present invention is preferably 10 5 to 10 10 Ω-cm, and particularly preferably 10 7 to 10 9 Ω-cm.

【0050】次に、本発明で用いる光源は、被照射部が
均一に照射されれば如何なる形状のものでも良く、棒状
や免状の光源が好適である。
Next, the light source used in the present invention may have any shape as long as the irradiated portion is uniformly irradiated, and a rod-shaped or non-shaped light source is preferable.

【0051】また、光源は可視光から紫外線領域が望ま
しく、照度やスペクトルを変化させ、帯電器の抵抗値を
変化させることにより最適な帯電状態を得ることができ
る。
The light source is preferably in the visible to ultraviolet region, and the optimum charged state can be obtained by changing the illuminance or spectrum and changing the resistance value of the charger.

【0052】照度の調整はスリットを設けたり、光量を
変える他、照射距離を変えることによって実施される。
また樹脂組成物の表面抵抗の光スペクトル依存性を利用
して光スペクトルを変化させる方法も極めて有効であ
る。
The illuminance is adjusted by providing a slit, changing the amount of light, and changing the irradiation distance.
A method of changing the optical spectrum by utilizing the optical spectrum dependence of the surface resistance of the resin composition is also very effective.

【0053】一方、本発明では白色の帯電器を形成でき
るため、反射光を利用してトナー等による汚染度検知に
も有効なものとなる。また、帯電ローラは、複数本方式
であっも何ら差し支えない。
On the other hand, in the present invention, since a white charger can be formed, the reflected light can be utilized to effectively detect the degree of contamination by toner or the like. Further, even if the charging roller is of a plural type, there is no problem.

【0054】(実施例1)アスペクト比が3以上で、基
部から先端までの長さが3〜30μm、抵抗値が3×1
8 Ω-cm のテトラポット形状の酸化亜鉛ウィスカを用
意し、ポリプロピレン(三菱油化社製:品番BC1E)
に、ルーダを用いて混練し、押し出し、ペレタイザを用
いてペレットにした。この時、混練温度は180〜19
0°Cで、酸化亜鉛ウィスカの配合量は60重量%(樹
脂組成物全体に対する重量%)であった。
Example 1 The aspect ratio is 3 or more, the length from the base to the tip is 3 to 30 μm, and the resistance value is 3 × 1.
Prepare a tetrapot-shaped zinc oxide whisker of 0 8 Ω-cm and use polypropylene (Mitsubishi Yuka Co., Ltd .: product number BC1E).
Then, the mixture was kneaded using a ruder, extruded, and pelletized using a pelletizer. At this time, the kneading temperature is 180 to 19
At 0 ° C., the zinc oxide whisker content was 60% by weight (% by weight based on the total resin composition).

【0055】このペレット(比重:1.8)を用いて通
常の方法で射出成形し、図1に示す帯電ローラ2におけ
る接触帯電部となる半導電性筒状成形体8を成形した。
半導電性筒状成形体8は、外径50mm、内径30mm、長
さ400mmであり、成形時の金型温度は50°Cであっ
た。次に、この半導電筒状形成体8の内径に丁度合致す
るステンレス製のローラコア9を挿入して帯電器として
の帯電ローラ2を構成した。ローラコア9と半導電筒状
成形体8の表面(ピンポイント)の抵抗値を測定したと
ころ、DC500Vで平均6×108 Ωであり、ばらつ
きの極めて小さなものであった。
The pellets (specific gravity: 1.8) were injection-molded by a usual method to form a semi-conductive cylindrical molded body 8 to be a contact charging portion in the charging roller 2 shown in FIG.
The semiconductive tubular molded body 8 had an outer diameter of 50 mm, an inner diameter of 30 mm, and a length of 400 mm, and the mold temperature during molding was 50 ° C. Next, the roller core 9 made of stainless steel, which exactly matches the inner diameter of the semi-conductive tubular body 8, was inserted to form the charging roller 2 as a charger. When the resistance values on the surfaces (pin points) of the roller core 9 and the semiconductive tubular molded body 8 were measured, the average value was 6 × 10 8 Ω at 500 VDC, and the variation was extremely small.

【0056】この帯電ローラ(帯電器)2を、図1に示
すように、感光体1に接触させて電子写真装置に実装し
た。上記半導電性筒状成形体8は白色であり、表面が平
滑で、感光体1に対する密着性が極めて優れたものであ
った。10は帯電ローラ2のクリーニングブレードであ
る。帯電ローラ2に対する印加電圧を700Vにして運
転したところ、画質性能の良好な電子写真が得られるこ
とが判明した。即ち、感光体1の高速回転時にも接触良
く帯電ローラ2が追従し、高画質が得られる根拠となっ
た。さらに、耐久テストの結果からは、この帯電ローラ
2は、ゼログラフィー感光体1を傷付けることが少な
く、帯電ローラ2自身の耐摩耗性が極めて高いことが分
かった。
As shown in FIG. 1, the charging roller (charging device) 2 was brought into contact with the photosensitive member 1 and mounted on an electrophotographic apparatus. The semi-conductive tubular molded body 8 was white, had a smooth surface, and had extremely excellent adhesion to the photoreceptor 1. 10 is a cleaning blade of the charging roller 2. When the charging roller 2 was operated with an applied voltage of 700 V, it was found that an electrophotographic image with good image quality could be obtained. That is, the charging roller 2 follows well even when the photosensitive member 1 rotates at high speed, which is the basis for obtaining high image quality. Further, from the result of the durability test, it was found that the charging roller 2 rarely scratches the xerographic photoreceptor 1, and the charging roller 2 itself has extremely high abrasion resistance.

【0057】(実施例2)実施例1の装置に付加して、
図2に示すように、光源(紫外線殺菌灯15W)11を
追加している。この光源11は帯電ローラ2の一部に対
向する部分を除いてカバー13にて覆われ、かつ帯電ロ
ーラ2に対向する部分に設けたスリット12を調整して
帯電ローラ2に対する照射光量を変化させ得るように構
成されている。
(Second Embodiment) In addition to the apparatus of the first embodiment,
As shown in FIG. 2, a light source (ultraviolet germicidal lamp 15W) 11 is added. The light source 11 is covered with a cover 13 except for a portion facing the charging roller 2, and a slit 12 provided in a portion facing the charging roller 2 is adjusted to change the irradiation light amount to the charging roller 2. Is configured to get.

【0058】この装置で、電子写真装置を運転したとこ
ろ、スリット12の幅を調整することにより帯電状態を
最適にでき、画質を改善できることがわかった。
When the electrophotographic apparatus was operated with this apparatus, it was found that the charged state could be optimized by adjusting the width of the slit 12 and the image quality could be improved.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明によれば、以上のように酸化亜鉛
ウィスカを配合した樹脂組成物を用いて接触帯電部を構
成したことにより適切な導電性を安定して得ることがで
き、適切な導電性材料が調達できなかったために十分に
普及してこなかった接触帯電方式を実現でき、低電圧で
駆動できて安全性が高く、小型化、低コスト化に優れ、
さらにはオゾンの発生を抑えることができて感光体への
ダメージを除去できる等の効果を発揮し、また光源を設
けて表面抵抗値を可変することにより最適な帯電状態に
調整することができ、レスポンスに優れるとともに感光
体に熱影響を及ぼすこともない等の効果を発揮し、その
応用範囲は複写機にとどまらず、ファクシミリ、プリン
タ等の電子写真を応用する機器すべて適用でき、産業上
大なる効果を発揮する。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, since the contact charging section is formed by using the resin composition containing the zinc oxide whisker as described above, it is possible to stably obtain an appropriate conductivity, It is possible to realize a contact charging method that has not been widely used because conductive materials could not be procured, it can be driven at low voltage, it is highly safe, and it is excellent in downsizing and cost reduction.
Furthermore, it is possible to suppress the generation of ozone and remove the damage to the photoconductor, and by providing a light source and varying the surface resistance value, it is possible to adjust to an optimum charged state. It has excellent response and has no effect on heat on the photoconductor. Its application range is not limited to copiers, but it can be applied to all devices that apply electrophotography, such as facsimiles and printers, and is industrially large. Be effective.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例の電子写真装置の要部の概
略構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of an electrophotographic apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例の電子写真装置の要部の概
略構成を示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view showing a schematic configuration of a main part of an electrophotographic apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図3】酸化亜鉛ウィスカの電子顕微鏡写真である。FIG. 3 is an electron micrograph of zinc oxide whiskers.

【図4】電子写真装置の概略構成を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of an electrophotographic apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 感光体 2 帯電ローラ(帯電器) 8 半導電性筒状成形体(接触帯電部) 11 光源 12 スリット 1 photoconductor 2 Charging roller (charging device) 8 Semi-conductive tubular molding (contact charging part) 11 light source 12 slits

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも酸化亜鉛ウィスカを配合した
樹脂組成物を用いて構成した接触帯電部を備えたことを
特徴とする電子写真用帯電器。
1. A charger for electrophotography, comprising a contact charging section formed by using a resin composition containing at least zinc oxide whiskers.
【請求項2】 酸化亜鉛ウィスカの抵抗値が105 〜1
9Ω−cmである請求項1記載の電子写真用帯電器。
Wherein the resistance value of the zinc oxide whisker 10 5-1
The charger for electrophotography according to claim 1, which has a resistance of 09 Ω-cm.
【請求項3】 酸化亜鉛ウィスカの基部から先端までの
長さが3〜200μmである請求項1記載の電子写真用
帯電器。
3. The charger for electrophotography according to claim 1, wherein the length from the base to the tip of the zinc oxide whisker is 3 to 200 μm.
【請求項4】 酸化亜鉛ウィスカのアスペクト比が3以
上である請求項1記載の電子写真用帯電器。
4. The charger for electrophotography according to claim 1, wherein the zinc oxide whiskers have an aspect ratio of 3 or more.
【請求項5】 樹脂組成物に酸化亜鉛ウィスカを20〜
80重量%配合していることを特徴とする請求項1記載
の電子写真用帯電器。
5. The resin composition containing zinc oxide whiskers in an amount of 20 to 20.
The electrification device for electrophotography according to claim 1, wherein 80% by weight is blended.
【請求項6】 樹脂組成物の抵抗値が105 〜109 Ω
−cmである請求項1記載の電子写真用帯電器。
6. The resin composition has a resistance value of 10 5 to 10 9 Ω.
The charger for electrophotography according to claim 1, wherein the charger is -cm.
【請求項7】 帯電器が帯電ローラから成る請求項1記
載の電子写真用帯電器。
7. The charger for electrophotography according to claim 1, wherein the charger comprises a charging roller.
【請求項8】 酸化亜鉛ウィスカが、核部とこの核部か
ら異なる4軸方向に伸びた針状結晶部からなるテトラポ
ット状である請求項1記載の電子写真用帯電器。
8. The charger for electrophotography according to claim 1, wherein the zinc oxide whiskers are in a tetrapot shape having a core portion and needle-shaped crystal portions extending from the core portion in different four-axis directions.
【請求項9】 少なくとも酸化亜鉛ウィスカを配合した
樹脂組成物を用いて構成した帯電ローラと、この帯電ロ
ーラの表面を照射する光源を備えたことを特徴とする電
子写真装置。
9. An electrophotographic apparatus comprising: a charging roller made of a resin composition containing at least zinc oxide whiskers, and a light source for irradiating the surface of the charging roller.
【請求項10】 光源は、その照度又は光スペクトルを
可変に構成されている請求項9記載の電子写真装置。
10. The electrophotographic apparatus according to claim 9, wherein the light source is configured such that its illuminance or light spectrum is variable.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3419646A1 (en) * 1983-05-25 1984-11-29 Hitachi Metals, Ltd., Tokio/Tokyo THERMAL FIXING DEVICE
JP2013029815A (en) * 2011-06-21 2013-02-07 Canon Inc Charging member, manufacturing method therefor, process cartridge, and electrophotographic apparatus

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