JP3070339B2

JP3070339B2 - 現像ロール

Info

Publication number: JP3070339B2
Application number: JP5174876A
Authority: JP
Inventors: 晃宏前田; 光俊冨田; 二朗岩代
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 1993-06-21
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 2000-07-31
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JPH0713415A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は、複写機、レーザービームプリン
タ等の電子写真装置において使用される現像ロールに関
するものである。

【０００２】

【背景技術】従来より、電子写真方式の複写機、プリン
タ等においては、各種のロールが用いられている。例え
ば、複写機には、図１に示される如く、感光体２の表面
を帯電させる帯電ロール４、露光機構部６にて感光体２
表面に形成された静電潜像に対応するトナー像を形成す
る現像ロール８、トナー像を複写紙１０に転写する転写
ロール１２、複写紙１０に転写されたトナー像を定着さ
せる定着ロール１４等が用いられている。なお、図１に
おいて、１６はクリーナー、１８はイレーザーランプを
示す。

【０００３】そして、それらの各種ロールの中で、現像
ロールは、トナーを帯電させると共に、トナーを感光体
に向けて飛ばす機能を有しており、それらの両機能を良
好に発揮させる上で、ロールの電気抵抗が重要な意味を
持っている。即ち、ロールの電気抵抗が高い場合、感光
体表面に対する耐リーク性が高く、画像の乱れが良好に
防止される反面、トナーが飛び難くなって、画像濃度が
薄くなる問題を生じる。一方、ロールの電気抵抗が低い
場合、トナーが飛び易くなって、画像濃度が濃くなる反
面、感光体表面に対する耐リーク性が低くなって、感光
体表面に形成された静電潜像が乱され、画像の鮮明度が
低下する問題を生じるようになる。

【０００４】そうして、近年では、かかる現像ロールと
して、アルミニウム等の金属製の円筒体（スリーブ）の
外周面に、樹脂材料に所定の導電材を混合した半導電性
の形成材料にて被覆層を設けた形態の、所謂コートスリ
ーブが用いられてきており、前記導電材として、一般的
には、カーボンブラック等の電子導電材が用いられてい
る。そして、そのような半導電性の被覆層を設けて、現
像ロールの電気抵抗を調整することによって、良好な画
像濃度と画像鮮明度とが得られるように、図られている
のである。

【０００５】而して、このような現像ロールにあって
は、良好な画像濃度を得るために、半導電性被覆層の体
積抵抗率を１０⁷〜１０¹⁰Ωcm程度にするのが望ましい
のであるが、導電材として電子導電材だけを用いて、そ
の体積抵抗率に合わせた場合には、耐リーク性が不十分
となり、画像乱れを生じ易くなる問題があった。また、
近年においては、画像濃度のレベルを落とさずに、現像
ロールの耐リーク性を一層向上させることが要求されて
きており、そのために、半導電性被覆層の体積抵抗率を
１０⁷〜１０¹⁰Ωcmに維持したまま、耐リーク性を高め
る必要性が生じてきている。

【０００６】そして、それらの問題に対する対策の一つ
として、半導電性被覆層を、樹脂材料にイオン導電材を
混合した形成材料を用いて、形成することが考えられ
る。何故なら、イオン導電材は電子導電材に比べて耐リ
ーク性がかなり良いため、体積抵抗率を同等とした場
合、より高い耐リーク性が発揮されることとなるからで
ある。しかしながら、導電材としてイオン導電材だけを
用いる場合には、温度、湿度等の環境の変化によって体
積抵抗率の振れ幅が大きくなるという欠点があるため、
環境変化によって画像濃度が大きく変化する問題があっ
た。

【０００７】

【解決課題】本発明は、このような事情を背景として為
されたものであって、その解決課題とするところは、優
れた耐リーク性を発揮して、良好な画像鮮明度が得られ
ると共に、環境の変化に拘わらず、安定した画像濃度が
得られる現像ロールを提供することにある。

【０００８】

【解決手段】そして、上記の課題を解決するために、本
発明にあっては、円筒面を形成する導電性基層の外周面
上に、少なくとも一層の半導電性被覆層が積層、形成さ
れてなる現像ロールにして、前記半導電性被覆層が、バ
インダー樹脂に電子導電材とイオン導電材とが混合さ
れ、バインダー樹脂に電子導電材が混合された状態での
体積抵抗率（Ｒ）が１０¹⁰〜１０¹²Ωcmであり、更にイ
オン導電材が混合された状態での体積抵抗率（Ｒ）が１
０⁷〜１０¹⁰Ωcmである材料にて、形成されていること
を特徴とする現像ロールを、その要旨とするものであ
る。

【０００９】

【作用・効果】要するに、本発明に係る現像ロールにあ
っては、導電性基層上の半導電性被覆層が、バインダー
樹脂に電子導電材とイオン導電材とを混合した材料にて
形成されるのであって、そこでは、イオン導電材が配合
されることによって、高耐リーク性が得られ、また電子
導電材が併用して用いられることによって、環境変化に
対する画像濃度の安定性が得られることとなる。

【００１０】さらに、耐リーク性は電子導電材の配合量
に大きな影響を受け、電子導電材が多過ぎると耐リーク
性が低下することから、バインダー樹脂に電子導電材が
混合された状態での体積抵抗率（Ｒ）が１０¹⁰〜１０¹²
Ωcmとなるようにして、電子導電材の配合量を制御する
のである。そして、画像濃度は体積抵抗率に依存するこ
とから、更にイオン導電材が加えられた状態では、体積
抵抗率（Ｒ）が１０⁷〜１０¹⁰Ωcmになるように、調整
されるのである。

【００１１】かくして、本発明に係る現像ロールにあっ
ては、画像濃度の環境安定性と、高耐リーク性とが何れ
も良好に発揮され、両品質を高次元化することができ、
画像への悪影響を極めて効果的に低減することができる
のである。

【００１２】

【具体的構成】ところで、本発明に係る現像ロールは、
例えば図２に示される如き構造を有する。そこに示され
る現像ロール２０は、円筒面を形成する導電性基層２２
の外周面上に、少なくとも一層の半導電性被覆層２４が
形成されて、構成されている。。そして、該導電性基層
２２は、金属製円筒体にて与えられることとなり、該金
属製円筒体の両端部には、それぞれ、軸部２６が一体的
に接合されている。なお、この金属製円筒体としては、
従来から使用されているものが用いられ、具体的には、
直径：２０mm程度、厚み：０．７mm程度のアルミニウム
等の金属製パイプが使用される。

【００１３】また、前記半導電性被覆層２４を形成する
材料としては、バインダー樹脂と電子導電材とイオン導
電材とを含み、バインダー樹脂と電子導電材とを混合し
た状態での体積抵抗率（Ｒ）が１０¹⁰〜１０¹²Ωcmであ
り、更にバインダー樹脂と電子導電材とイオン導電材と
を混合した状態での体積抵抗率（Ｒ）が１０⁷〜１０¹⁰
Ωcmであるものが使用される。

【００１４】より具体的には、バインダー樹脂として
は、従来から使用されている各種の樹脂材料が用いられ
得、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂、レゾール樹脂
等が用いられる。

【００１５】また、電子導電材としては、金属粉末；Ｃ
−ＴｉＯ₂、Ｃ−ＺｎＯ等の導電性化合物；グラファイ
ト、カーボンブラック、カーボン繊維等の導電性粉末や
導電性繊維が挙げられる。なお、配合割合は、使用する
電子導電材の体積抵抗率に応じて、適宜に決定されると
ころとなるが、例えばカーボンブラックを使用する場合
には、バインダー樹脂の１００重量部に対して、１０〜
１００重量部の割合で配合されることとなり、それによ
って、バインダー樹脂と電子導電材とを混合した状態で
の体積抵抗率（Ｒ）を１０¹⁰〜１０¹²Ωcmとすることが
できるのである。

【００１６】さらに、イオン導電材としては、ＬｉＩ、
ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢＦ₄、Ｌ
ｉＡｓＦ₄、ＬｉＣＦ₂ＳＯ₂、ＬｉＣ₆Ｆ₁₂ＳＯ₃、
ＬｉＣＦ₃ＣＯ₂、ＬｉＨｇＩ₂、ＮａＩ、ＮａＳＣ
Ｎ、ＮａＢｒ、ＫＩ、ＣｓＳＣＮ、ＡｇＮＯ₃、ＣｕＣ
₁₂Ｍｇ（ＣｌＯ₄）₂等の少なくともＬｉ、Ｎａ、Ｋ、
Ｃｓ、Ａｇ、Ｃｕ又はＭｇの１種を含む無機イオン塩；
ステアリルスルホン酸リチウム、オクチルスルホン酸ナ
トリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム、ナフ
タレンスルホン酸ナトリウム、ジブチルナフタレンスル
ホン酸リチウム、オクチルナフタレンスルホン酸カリウ
ム、ドデシルナフタレンスルホン酸カリウム等の有機イ
オン塩を挙げることができる。

【００１７】そして、その配合割合は、使用するイオン
導電材の体積抵抗率に応じて、適宜に決定されるところ
となるが、例えば過塩素酸リチウムを使用する場合に
は、バインダー樹脂の１００重量部に対して、０．１〜
１０重量部の割合で配合されることとなり、それによっ
て、バインダー樹脂と電子導電材とイオン導電材とを混
合した状態での体積抵抗率（Ｒ）を１０⁷〜１０¹⁰Ωcm
とすることができるのである。

【００１８】また、それらバインダー樹脂と電子導電材
とイオン導電材との混練りに際しては、好適には、ボー
ルミルを用いた混合攪拌手法が採用されることとなる。
そして、例えばレゾール樹脂とカーボンブラックと過塩
素酸リチウムとを所定の割合で配合して、ボールミルに
て混合攪拌を行なうことにより、半導電性被覆層形成用
の材料を得ることができるのである。更に、かかる被覆
層形成材料にて前記金属製円筒体の外周面をコートする
ためには、通常、該被覆層形成材料を所定の溶媒に溶解
して、コーティング液を調製することとなる。

【００１９】そして、コーティング操作は、公知の各種
手法に従って実施されることとなり、例えばディッピン
グ手法では、前記コーティング液中に前記金属製円筒体
を浸漬して、引き上げ、乾燥させた後、加熱処理するこ
とにより、目的とする半導電性被覆層２４を形成するこ
とができる。なお、この層は、通常、１０μｍ〜１５０
μｍの膜厚で設けられることとなり、望ましくは、２０
〜７０μｍの膜厚で形成されることとなる。また、該半
導電性被覆層２４は、図２の如く、一層のみ形成しても
良いし、必要に応じて、二層以上の積層構造としても良
い。

【００２０】かくして得られる現像ロール２０にあって
は、半導電性被覆層２４が、バインダー樹脂と電子導電
材とイオン導電材とを混合した材料を用いて、形成され
ていることから、その優れた電気特性に基づいて、良好
な画像濃度を維持しつつ、優れた耐リーク性を発揮し
て、画像の乱れを防止することができるのであり、また
温度、湿度等の環境変化が生じた場合にも、画像濃度が
安定して維持され得るのである。

【００２１】

【実施例】以下に、本発明の幾つかの実施例を示し、本
発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明
が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも
受けるものでないことは、言うまでもないところであ
る。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には
上記の具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない
限りにおいて、当業者の知識に基づいて種々なる変更、
修正、改良等を加え得るものであることが、理解される
べきである。

【００２２】実施例１〜３及び比較例５先ず、下記表１に示される割合で、レゾール樹脂（住友
デュレズ社製、商品名：ＰＲ５１２８３）とＳＲＦカー
ボンブラックを配合して、ボールミルにて混合攪拌を行
ない、この得られた混合物の体積抵抗率を測定した後、
更に、下記表１に示される割合で、過塩素酸リチウムを
配合して、ボールミルにて混合攪拌を行ない、その得ら
れた混合物の体積抵抗率を測定した。そして、各混合物
をメチルエチルケトンに溶解して、２５０ｃｐｓの粘度
に調整し、半導電性被覆層形成用のコーティング液を調
製した。

【００２３】次いで、直径：２０mm、厚み：０．７mmの
アルミニウム製円筒体を用意して、それを前記コーティ
ング液中に浸漬して、引き上げ、乾燥させた後、加熱処
理することにより、４０μｍの厚みで、かかる円筒体の
外周面上に半導電性被覆層を形成した。

【００２４】そして、かくして得られた各種の現像ロー
ルについて、ロール表面上に１０mm四方の電極を設け、
更に該電極を取り囲むように、２mmの距離を隔てて、２
mm幅のガード電極を設けて、ロールに１０Ｖの電圧を印
加し、電流値を測定して、Ｒ（Ω）＝Ｖ／Ｉにて、ロー
ルの電気抵抗を算出すると共に、以下に示すようにし
て、画像濃度と耐リーク性の特性評価を行なった。

【００２５】画像濃度現像ロールを複写機に組み込み（感光ドラムと現像ロー
ルとの間は３００μｍとした）、画像出しを行ない、最
大濃度でベタ黒コピーを取る。そして、そのコピーの濃
度をマクベス社製の反射濃度計により測定し、その結果
を、下記表１に示した。なお、測定は、１０℃×３０
％、２３℃×５３％、３０℃×８５％の各温湿度環境で
実施した。この測定における測定値が１．３以上となる
と、画像濃度が良好となる。

【００２６】耐リーク性現像ロールを複写機に組み込み（感光ドラムと現像ロー
ルとの間は３００μｍとした）、現像交流バイアスを変
量（アップ）しながら画像出しを行ない、画像上に乱れ
が生じるＰ−Ｐ電圧を測定し、その結果を、下記表１に
併せて示した。なお、測定は、２３℃×５３％の温湿度
環境で実施した。また、この値が２．２ｋＶＰ−Ｐ以上
において、耐リーク性が良好であると認められる。

【００２７】比較例１〜４先ず、下記表１に示される割合で、レゾール樹脂（住友
デュレズ社製、商品名：ＰＲ５１２８３）にＳＲＦカー
ボンブラック又は過塩素酸リチウムを配合して、ボール
ミルにて混合攪拌を行ない、得られた混合物の体積抵抗
率を測定した。そして、各混合物をメチルエチルケトン
に溶解して、２５０ｃｐｓの粘度に調整し、半導電性被
覆層形成用のコーティング液を調製した。

【００２８】次いで、直径：２０mm、厚み：０．７mmの
アルミニウム製円筒体を用意して、それを、前記コーテ
ィング液中に浸漬して、引き上げ、乾燥させた後、加熱
処理することにより、４０μｍの厚みで、該円筒体の外
周面上に半導電性被覆層を形成した。

【００２９】そして、得られた各種現像ロールについ
て、ロールの電気抵抗を測定すると共に、実施例と同様
にして、画像濃度と耐リーク性の特性評価を行ない、そ
の結果を下記表１に併せて示した。

【００３０】

【表１】

【００３１】かかる表１の結果より明らかなように、実
施例１〜３においては、高耐リーク性が得られると共
に、環境変化に対して、画像濃度が良好に維持され、安
定した特性が発揮された。これに対して、比較例１で
は、電子導電材しか用いていないため、耐リーク性が不
十分となり、比較例２では、イオン導電材しか用いてい
ないため、環境変化によって画像濃度が変化した。ま
た、比較例３では、電子導電材の配合量が多過ぎるた
め、耐リーク性が低下した。更に、比較例４，５では、
半導電性被覆層の体積抵抗率が１０¹⁰Ωcmを越えたた
め、画像濃度が充分な画像濃度が得られなかった。

【図面な簡単な説明】

【図１】電子写真方式の複写機の構造を概略的に示す説
明図である。

【図２】本発明に係る現像ロールの一例を示す断面説明
図である。

【符号の説明】

２感光体４帯電ロール６露光機構部８現像ロール１０複写紙１２転写ロール１４定着ロール２０現像ロール２２導電性基層２４半導電性被覆層２６軸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平５−35089（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒面を形成する導電性基層の外周面上
に、少なくとも一層の半導電性被覆層が積層、形成され
てなる現像ロールにして、前記半導電性被覆層が、バインダー樹脂に電子導電材と
イオン導電材とが混合され、バインダー樹脂に電子導電
材が混合された状態での体積抵抗率（Ｒ）が１０¹⁰〜１
０¹²Ωcmであり、更にイオン導電材が混合された状態で
の体積抵抗率（Ｒ）が１０⁷〜１０¹⁰Ωcmである材料に
て、形成されていることを特徴とする現像ロール。