JPH0535088A - 導電性ロール - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導電層における均一な帯電性と、充分な帯電
量の付与を目的とする。 【構成】 芯金１０の外周に、下記の（Ａ）成分および
（Ｂ）成分が含有分散された導電性組成物を用いて導電
層１１を形成する。 （Ａ）導電性粉末。 （Ｂ）帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、電子写真複写機，フ
アクシミリ，プリンター等の現像ロール，帯電ロール，
転写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。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機の複写方式は、一般に、
図３に示すように、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その外周面を
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、上記感光ドラム１と対設されている現像ロ
ール２の上に、トナー供給装置（図示せず）から現像剤
（トナー）を供給し、現像ロール２の外周面と層形成ブ
レード３との間の摩擦力によつてトナーを摩擦帯電さ
せ、これを感光ドラム１の静電潜像に対して電気的吸引
力で飛翔させトナー像を形成し、これを複写紙５に転写
して定着することにより複写を行うという方法である。
上記の電子写真複写機において、上記層形成ブレード３
には一般にゴム材料が用いられ、それを電子写真複写機
の本体に取り付ける材料として板材４が用いられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そして、上記現像ロー
ル２では、通常、（ａ）金属のみで形成されたものと、
（ｂ）ロール本体が金属製で、その外周に樹脂組成物
（またはゴム組成物）等からなる層が形成されたものの
２種類があげられる。上記（ａ）の現像ロール２の素材
が金属製であれば、層形成ブレード３等との摩擦により
ロール表面粗さを一定に保つことができず、かつ表面に
帯電した電荷が逃げてしまうという問題が生じる。ま
た、上記（ｂ）の現像ロール２の本体がアルミニウムや
ステンレス材等の金属製からなり、そのロール本体の外
周に樹脂組成物（またはゴム組成物）等を用いて様々な
特性を有した層が形成されているロールは、それぞれ下
記に示すような問題を有している。導電層が形成され
ている場合は、導電層表面に帯電した電荷が逃げてしま
いトナー等の帯電性が悪い、半導電層が形成されてい
る場合は、帯電そのものは有利であるが、半導電層形成
時に半導電性（電気抵抗）を一定値に制御するのが困難
である、絶縁層が形成されている場合、摩擦帯電によ
り生じた電荷は逃げにくく、したがつて電荷が多くたま
り過ぎるため、トナーが現像ロールに付着して感光ドラ
ム１に飛翔しにくい。すなわち、トナー等の帯電を一定
に制御できない等の問題を有している。

【０００４】したがつて、上記の問題を解決するため
に、一般的には、樹脂組成物（またはゴム組成物）中に
帯電制御剤を分散含有させることにより帯電性の制御が
行われる。しかしながら、上記のように単に帯電制御剤
を分散含有させるのみでは、帯電性の制御効果が不充分
である。例えば、帯電制御剤が広く分散しすぎると全く
効果が得られず、逆に分散性が悪いとロール表面に滲み
出てくるという問題が生じる。このようなことから、帯
電制御剤の適正な分散制御が望まれているが、実際には
帯電制御剤の分散制御は非常に困難であるというのが実
情である。

【０００５】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、充分な帯電量が得られ、しかも均一な帯電性
を備えた導電性ロールの提供をその目的とする。

【０００６】

【課題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、軸体の外周に、導電層
が形成された導電性ロールであつて、上記導電層が、有
機高分子系バインダー樹脂中に、下記の（Ａ）成分およ
び（Ｂ）成分を分散含有させた導電性組成物によつて形
成されているという構成をとる。 （Ａ）導電性粉末。 （Ｂ）帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤。

【０００７】

【作用】すなわち、本発明者らは、現像ロール等の導電
性ロールにおいて、その外周面に形成される導電層の均
一な帯電性および帯電量を向上させるに一連の研究を重
ねた。その結果、有機高分子系バインダー樹脂中に、帯
電制御剤を含浸した多孔質充填剤を分散含有させた導電
性組成物を用いて導電層を形成すると、均一な帯電性お
よび充分な帯電量が得られることを見いだしこの発明に
到達した。

【０００８】つぎに、この発明を詳しく説明する。

【０００９】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。

【００１０】上記軸体としては、特に限定するものでは
なく、金属製の中実体からなる芯金や、内部を中空にく
り抜いた金属製の円筒体が用いられる。

【００１１】また、上記軸体の外周に沿つて形成される
導電層は、有機高分子系バインダー樹脂中に、導電性粉
末（Ａ成分）と、帯電制御剤の含浸された特殊な多孔質
充填剤（Ｂ成分）を分散含有させた導電性組成物を用い
て形成されており、その厚みは５０〜３００μｍに設定
することが好適である。

【００１２】上記有機高分子系バインダー樹脂として
は、特に限定するものではなく、目的に応じて適宜選択
し用いられるが、なかでもポリアミド樹脂等を用いるの
が好ましい。

【００１３】上記導電性粉末（Ａ成分）としては、カー
ボンブラツク，ｃ−ＺｎＯ等の金属酸化物粉末等があげ
られる。なお、上記「ｃ−」とは導電性を有することを
意味する。そして、導電性粉末（Ａ成分）の含有割合
は、導電性組成物中５〜３０体積％の範囲に設定するの
が好ましい。

【００１４】また、上記導電性粉末（Ａ成分）とともに
用いられる特殊な多孔質充填剤（Ｂ成分）は、多孔質充
填剤の孔に帯電制御剤が含浸されたものである。上記多
孔質充填剤としては、セルロースパウダー、木粉、セピ
オライト、シリコンパウダー（油吸収性）、ポリアクリ
ル酸塩、デンプン、ポリビニルアルコール、ポリエチレ
ンオキサイド等の吸水性および吸油性樹脂等があげられ
る。これらは単独でもしくは併せて用いられる。そし
て、上記多孔質充填剤は、その粒径が２０〜２００μｍ
の範囲で、かつ空隙率２０〜９０％のものを用いるのが
好ましい。

【００１５】上記多孔質充填剤に含浸される帯電制御剤
としては、トナーをマイナス帯電化させる場合には、ニ
グロシン系染料等の電子供与性染料，アルコキシ化アミ
ン，第四級アンモニウム塩，リンおよびタングステン単
体およびこれらの化合物，モリブデン酸キレート顔料，
フツ素系活性剤，疎水性シリカ，アミノ基等の塩基性基
を有するポリマー等があげられる。また、トナーをプラ
ス帯電化させる場合には、モノアゾ染料の金属錯体塩等
の電子受容性染料、電子受容体の有機錯体、塩素化ポリ
オレフイン、塩素化ポリエステル、酸基過剰のポリエス
テル、銅フタロシアンのスルホニルアミン、ナフテン酸
金属塩、脂肪酸の金属塩、脂肪酸石鹸、カルボキシル
基，ニトロ基を有するポリマー等があげられる。

【００１６】上記帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤
は、一般的なカツプリング処理法と同様にして作製する
ことができる。例えば、多孔質充填剤を高速撹拌しなが
ら溶媒〔メタノール，メチルエチルケトン（ＭＥＫ）等
の蒸発しやすいものまたは水等〕に溶かした帯電制御剤
を必要量添加することにより作製することができる。こ
の際、多孔質充填剤の内部まで含浸させるには過剰に加
える必要がある。

【００１７】このような帯電制御剤の含浸された特殊な
多孔質充填剤（Ｂ成分）の含有割合は、有機高分子系バ
インダー樹脂１００重量部（以下「部」と略す）に対し
て５〜５０部の範囲に設定するのが好ましい。すなわ
ち、特殊な多孔質充填剤の含有割合が５部未満では帯電
制御剤の充分な効果が得られず、逆に５０部を超えると
多孔質充填剤の配合される樹脂組成物の電気抵抗が高く
なつてしまつたり、帯電が上がりすぎる等の傾向がみら
れるからである。

【００１８】なお、上記導電性組成物には、上記各成分
以外に必要に応じて分散剤等が適宜配合される。

【００１９】この発明の導電性ロールは、上記成分を用
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、前記有機高分子系バインダー樹脂，導電性粉末，
帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤を配合し、この配
合物を二軸押出機等を用いて混合，撹拌して導電性組成
物をつくる。ついで、上記導電性組成物を、金属製の軸
体（芯金）を配した所定の成形型内に注入し、硬化させ
ることによつて図１に示すような構造の導電性ロールを
製造することができる。図において、１０は芯金、１１
は導電層である。

【００２０】このような導電性ロールは、電子写真複写
機用の導電性ロールのみならず、例えばフアクシミリ，
プリンター等各種の導電性ロール等に広く用いられる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、この発明の導電性ロール
は、導電層が、有機高分子系バインダー樹脂中に、導電
性粉末（Ａ成分）と、帯電制御剤の含浸された多孔質充
填剤（Ｂ成分）とを分散含有させた特殊な導電性組成物
によつて形成されているため、均一な帯電性を有し、し
かも充分な帯電量が付与される。

【００２２】つぎに、実施例について比較例と併せて説
明する。

【００２３】実施例に先立つて、下記の製法にしたがつ
て２種類の帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤Ａおよ
びＢを作製した。

【００２４】〔帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤
Ａ〕セピオライトパウダー（ミルコンＬＳ）をヘンシエ
ルミキサーで回転させながらアミノシランをメタノール
溶液にしてセピオライトパウダーの１０％を添加した。
そして、メタノールを蒸発させた後、１２０℃×１時間
の処理の後、再度ヘンシエルミキサーでほぐすことによ
り帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤Ａを作製した。

【００２５】〔帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤
Ｂ〕セピオライトパウダーに、上記多孔質充填剤Ａと同
様ヘンシエルミキサーで回転させながらトルエンで溶解
したアゾ染料を１０％添加した。そして、トルエンを蒸
発させた後ヘンシエルミキサーでほぐすことにより帯電
制御剤の含浸された多孔質充填剤Ｂを作製した。

【００２６】

【実施例１〜６】上記の製法に従い作製された帯電制御
剤含浸多孔質充填剤と下記の表１に示す原料を同表に示
す割合で配合し、二軸押出機による混練により導電性組
成物を得た。つぎに、直径２０mmの芯金を配した成形型
内に上記導電性組成物を注入することによつて芯金の外
周に導電層を形成した。このようにして図１に示すよう
な導電性ロールを製造した。

【００２７】

【表１】

【００２８】

【比較例１】帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤を用
いなかつた。それ以外は実施例１と同様にして導電性ロ
ールを製造した。

【００２９】

【比較例２，３】多孔質充填剤は用いず下記の表２に示
す帯電制御剤を含む各成分を同表に示す割合で用いた。
それ以外は実施例１と同様にして導電性ロールを製造し
た。

【００３０】

【表２】

【００３１】このようにして得られた各導電性ロールに
ついて、電気抵抗および帯電量指数を測定，評価し下記
の表３および表４に示した。なお、上記帯電量指数は、
下記の方法により測定した。

【００３２】〔帯電量指数〕２５℃×５５％ＲＨ条件下
において、図２に示すように、導電性ロール３０表面上
にトナー３２層を形成し、吸引ポンプ３３によりトナー
３２を吸引してフアラデーケージ３４により測定した
（フアラデーケージ法）。図において、３５はフイルタ
ー、３６は絶縁体パイプ、３７は電位計である。そし
て、比較例１品の帯電量を１００として各導電性ロール
の帯電量を指数として表した。

【００３３】

【表３】

【００３４】

【表４】

【００３５】上記表３および表４の結果から、実施例品
は全て電気抵抗値は従来のままで帯電量が増加してい
る。これに対して、比較例１品および比較例２品とも帯
電量が少ない。また、比較例３品は帯電量は多いが電気
抵抗値が異常に上昇している。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の導電性ロールの縦断面図である。

【図２】トナー帯電性を評価するフアラデーケージ法の
測定状態を示す構成図である。

【図３】導電性ロールを組み込んだ電子写真複写機の要
部構成図である。

【符号の説明】

１０ 芯金 １１ 導電層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 軸体の外周に、導電層が形成された導電
   性ロールであつて、上記導電層が、有機高分子系バイン
   ダー樹脂中に、下記の（Ａ）成分および（Ｂ）成分を分
   散含有させた導電性組成物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。 （Ａ）導電性粉末。 （Ｂ）帯電制御剤の含浸された多孔質充填剤。