JP2000327910A - 導電性ポリウレタン部材、それを用いた画像形成装置部品及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体を汚染することなく、トナーと融着す
ることなく、低硬度であり、電気抵抗の位置ばらつきや
電圧依存性が著しく低く、画像形成装置用の部材として
好適な導電性ポリウレタン部材を提供すること。 【解決手段】 導電性を有するポリウレタンよりなる導
電性部材において、該ポリウレタンが非導電性吸油物質
を含み、非導電性吸油物質の配合量Ｚ［重量％］が、非
導電性吸油物質を添加しないときの導電性ポリウレタン
の抽出率をＸ［重量％］、配合すべき非導電性吸油物質
の吸油量をＹ［ミリリットル／１００ｇ］とした場合、 0.１Ｘ≦0.０１ＹＺ≦７Ｘ を満足する導電性ポリウレタン部材、それを用いた画像
形成装置部品及び画像形成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性ポリウレタ
ン部材、それを用いた画像形成装置部品及び画像形成装
置に関する。さらに詳しくは、本発明は、諸特性に優れ
た電子写真プロセスなどに好適に用いられる導電性ポリ
ウレタン部材、それを用いた画像形成装置部品及び該部
品を帯電用部品，現像用部品，トナー供給用部品，転写
用部品あるいはクリーニング用部品として装着した画像
形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式
電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用，現像用，
転写用，トナー供給用，クリーニング用などに供される
部品の部材として、導電性ポリウレタン部材が注目され
ており、帯電ローラ，現像ローラ，転写ローラ，トナー
供給ローラ，クリーニングローラなどの弾性を有するロ
ーラやトナー層規制ブレード，クリーニングブレード等
の弾性を有するブレード等の形態で用いられている。こ
れらの目的に使用されるポリウレタン部材には、通常ポ
リウレタンエラストマーやポリウレタンフォームが充当
され、そして、これらには、低硬度であって、感光体や
転写材などを汚染することがなく、かつ１０⁴ 〜１０¹⁰
Ωという中抵抗領域で所定の抵抗値を有し、しかも電気
抵抗の位置ばらつきや電圧依存性が著しく低い等の性質
が求められている。ポリウレタン部材に導電性を付与す
る方法には、金属や金属酸化物の粉末あるいはカーボン
ブラック等を混入する方法と電解質を原材料に配合する
方法がある。しかしながら、金属や金属酸化物の粉末あ
るいはカーボンブラック等の混入による方法では、電子
写真プロセスに必要な中抵抗領域で抵抗値が一定である
ポリウレタン部材を再現性良く製造することは困難であ
り、このようなポリウレタン部材を製造できたとして
も、電気抵抗の位置ばらつきが大きく、電気抵抗の電圧
依存性が大きいという問題がある。一方、ポリエーテル
ポリウレタンやポリエステルポリウレタン等の極性を有
するポリウレタン材料に過塩素酸ナトリウムのような電
解質（イオン導電剤）を混入することにより、低硬度
で、かつ中抵抗領域で抵抗ばらつきや抵抗の電圧依存性
が実質的にないポリウレタン部材を製造し得る。また、
ポリウレタンに電解質を添加してなる導電性ポリウレタ
ンは、ポリウレタンの組成や添加する電解質の種類と量
を変更することにより、導電率を調整することができ
る。製造の容易性を考慮すると、種々の抵抗値を有する
ポリウレタン部材を同一の製造設備で、かつポリウレタ
ンの組成や電解質の種類と量を変更するための切り替え
に掛かる工程数をできるだけ少なくすることが重要であ
り、ポリウレタンの組成や添加する電解質の種類を変更
せず、電解質の量を変更するだけで種々の抵抗値を有す
るポリウレタン部材を製造できることが有利である。し
かしながら、ポリウレタン部材に添加する電解質の量を
増加して低抵抗ポリウレタン部材を製造し、この低抵抗
ポリウレタン部材を感光体などに接触させて用いる部材
の用途に供すると、低抵抗ポリウレタン部材中の電解質
が感光体に移行して感光体汚染を引き起こし、また、こ
の低抵抗ポリウレタン部材をトナーに接触させて用いる
部材の用途に供すると、部材表面に析出した電解質がト
ナー融着を引き起こすなどの問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の導電性ポリウレタン部材がもつ問題点を克服し、
諸特性に優れた導電性ポリウレタン部材、それを用いた
画像形成装置部品及び画像形成装置を提供することを目
的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意研究を重ねた結果、導電性を有す
るポリウレタンに非導電性吸油物質を含有させてなるポ
リウレタン部材は、感光体を汚染することなく、トナー
と融着することなく、低硬度であり、電気抵抗の位置ば
らつきや電圧依存性が著しく低く、電子写真装置等の画
像形成装置用の部材として好適であることを見出した。
本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、導電性を有するポリウレタンより
なる導電性部材において、該ポリウレタンが非導電性吸
油物質を含み、非導電性吸油物質の配合量Ｚ［重量％］
が、非導電性吸油物質を添加しないときの導電性ポリウ
レタンの抽出率をＸ［重量％］、配合すべき非導電性吸
油物質の吸油量をＹ［ミリリットル／１００ｇ］とした
場合、 0.１Ｘ≦0.０１ＹＺ≦７Ｘ を満足することを特徴とする導電性ポリウレタン部材、
この導電性ポリウレタン部材を用いて構成され、かつ感
光体又はトナーに接触して使用されるか又はトナーに接
触して使用される画像形成装置部品、及びこれらの画像
形成装置部品を装着してなる画像形成装置を提供するも
のである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明の導電性ポリウレタン部材
は、導電性を有するポリウレタンに非導電性吸油物質を
含有させてなるポリウレタン部材である。非導電性吸油
物質としては、軽質，重質，微粉化，脂肪酸処理等の炭
酸カルシウム、炭酸マグネシウム，クレー，焼成クレ
ー，シラン改質クレー，タルク，シリカ，ウォラストナ
イト，ゼオライト，珪藻土，珪砂，スレート粉，軽石
粉，アルミナホワイト，硫酸アンモニウム，硫酸バリウ
ム，リトポン，硫酸カルシウム，酸化マグネシウム，二
硫化モリブデン，水酸化アルミニウム，水酸化マグネシ
ウム，ケイ酸ジルコニウム等が用いられ、特に炭酸カル
シウム及び炭酸マグネシウムが好ましい。導電性ポリウ
レタンに配合する非導電性吸油物質の吸油量は、１０〜
２００［ミリリットル／１００ｇ］であることが好まし
く、２０〜１２０［ミリリットル／１００ｇ］が特に好
ましい。非導電性吸油物質の配合量Ｚ［重量％］は、非
導電性吸油物質を添加しないときの導電性ポリウレタン
の抽出率をＸ［重量％］、配合する非導電性吸油物質の
吸油量をＹ［ミリリットル／１００ｇ］とした場合、 0.１Ｘ≦0.０１ＹＺ≦７Ｘ を満足する量であるが、好ましくは、 0.5 Ｘ≦0.０１ＹＺ≦４Ｘ を満足する量である。ここで、非導電性吸油物質の配合
量Ｚ［重量％］とは、導電性ポリウレタン組成物中の配
合割合をいう。非導電性吸油物質の吸油量とは、ＪＩＳ
Ｋ６２２１の６．１．２項に規定されているカーボン
ブラックの吸油量測定法と同じ方法により測定した値で
ある。また、導電性ポリウレタンの抽出率とは、導電性
ポリウレタン約５ｇを約３ｍｍ角の小片に刻み、円筒濾
紙を用い、アセトンを抽出溶媒として９０℃で８時間ソ
クスレー抽出器により抽出した抽出物の導電性ポリウレ
タンに対する重量百分率である。このような抽出物とし
ては、例えばウレタン反応による鎖延長が不充分な低分
子ポリウレタン、原材料に配合したシリコーン整泡剤や
界面活性剤、電解質などが挙げられる。上記式の意味す
るところは以下のとおりである。すなわち、ポリウレタ
ン部材に含まれ、感光体を汚染したりトナーを融着した
りする成分は、溶剤で抽出される抽出成分と深い関係が
あり、後述する本発明の作用機構と関係するが、添加す
る吸油物質によって抽出成分の１０％、より好ましくは
抽出成分の５０％を吸収するために吸油物質添加量の下
限が示され、一方、吸油物質の添加量を多くすると、製
造時にポリウレタン原料の粘度が上昇し、原料圧送ポン
プ容量を大きくしたり、ポリウレタン部材を製造する速
度を低下させる必要が生じてくるので、これを避けるた
めに上記式において上限を設定している。吸油物質に
は、カーボンブラックや導電性亜鉛華の如き導電性を発
現する物質もある。本発明の効果を損なわない範囲で、
これらの導電性吸油物質を本発明の導電性ポリウレタン
部材に配合することもできるが、通常これらの導電性吸
油物質を添加すると電気抵抗の電圧依存性が増大するの
で注意が必要である。

【０００６】本発明のポリウレタン部材を構成するポリ
オール成分としては、ポリエーテルポリオールやポリエ
ステルポリオールが用いられ、特にエチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドとを付加重合したポリエーテル
ポリオールが好適である。エチレンオキサイドとプロピ
レンオキサイドとを付加重合したポリエーテルポリオー
ルは、例えば、水，プロピレングリコール，エチレング
リコール，グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキ
サントリオール，トリエタノールアミン，ジグリセリ
ン，ペンタエリスリトール，エチレンジアミン，メチル
グルコジット，芳香族ジアミン，ソルビトール，ショ
糖，リン酸等を出発物質とし、エチレンオキシドとプロ
ピレンオキシドを付加重合したものを挙げることができ
るが、特に、水，プロピレングリコール，エチレングリ
コール，グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキサ
ントリオールを出発物質としたものが好適である。付加
するエチレンオキシドとプロピレンオキシドの比率やミ
クロ構造については特に制限はないが、エチレンオキサ
イドの比率が２〜８０重量％が好ましく、より好ましく
は５〜２５重量％である。そして末端にエチレンオサイ
ドが付加しているものが好ましく用いられる。また、分
子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの
配列は、ランダムであるのが好ましい。

【０００７】このポリエーテルポリオールの分子量とし
ては特に制限はないが、水，プロピレングリコール，エ
チレングリコールを出発物質とする場合は２官能とな
り、重量平均分子量で３００〜６０００の範囲のものが
好ましく、特に４００〜３０００の範囲のものが好まし
い。また、グリセリン，トリメチロールプロパン，ヘキ
サントリオールを出発物質とする場合は３官能となり、
重量平均分子量で９００〜９０００の範囲のものが好ま
しく、特に１５００〜６０００の範囲のものが好まし
い。また、２官能のポリオールと３官能のポリオールを
適宜ブレンドして用いることもできる。

【０００８】本発明のポリウレタン部材を構成するポリ
オール成分として、ポリテトラメチレンエーテルグリコ
ールを含むことが好ましい。ポリテトラメチレンエーテ
ルグリコールは、例えばテトラヒドロフランのカチオン
重合によって得られ、重量平均分子量が４００〜４００
０のもの、特に６５０〜３０００の範囲にあるものが好
ましく用いられる。また、分子量の異なるポリテトラメ
チレンエーテルグリコールをブレンドすることも好まし
い。更に、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド
などのアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリ
テトラメチレンエーテルグリコールを用いることもでき
る。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとを付
加重合したポリエーテルポリオールと、ポリテトラメチ
レンエーテルグリコールをブレンドして用いることも好
ましく、この場合、エチレンオキサイドとプロピレンオ
キサイドとを付加重合したポリエーテルポリオールと、
ポリテトラメチレンエーテルグリコールとの比率が重量
比で９０：１０〜１０：９０の範囲になるように用いる
のが好ましく、特に７０：３０〜４０：６０の範囲にな
るように用いるのが好ましい。また、上記ポリオール成
分とともに、本発明の目的が損なわれない範囲で、ポリ
オールをアクリロニトリル変性したポリマーポリオー
ル、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、アジ
ピン酸などの酸成分とエチレングリコールなどのグリコ
ール成分を縮合して得られるポリエステルポリオール、
ε−カプロラクタムを開環重合して得られるポリエステ
ルポリオール、ポリカーボネートジオール，ブタンジオ
ール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポ
リオール類やそれらの誘導体を併用することができる。

【０００９】ポリウレタン部材を構成するポリイソシア
ナート成分として、ジフェニルメタンジイソシアナート
又はその誘導体が用いられる。このジフェニルメタンジ
イソシアナート又はその誘導体としては特に制限はない
が、例えばジアミノジフェニルメタン又はその誘導体を
ホスゲン化して得られたジフェニルメタンジイソシアナ
ート又はその誘導体が用いられる。ジアミノジフェニル
メタンの誘導体としては多核体などがあり、ジアミノジ
フェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソ
シアナート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得
られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアナー
トなどを用いることができる。ポリメリック・ジフェニ
ルメタンジイソシアナートの官能基数については、特に
制限はないが、通常純ジフェニルメタンジイソシアナー
トと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタン
ジイソシアナートとの混合物が用いられ、平均官能基数
が好ましくは2.０５〜4.００、より好ましくは2.５０〜
3.５０のものが用いられる。またこれらのジフェニルメ
タンジイソシアナート又はその誘導体を変性して得られ
た誘導体、例えばポリオールなどで変性したウレタン変
性物，ウレチジオン形成による二量体，イソシアヌレー
ト変性物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性物，ア
ロハネート変性物，ウレア変性物，ビュレット変性物な
ども用いることができるが、これらの中で、ウレタン変
性物，カルボジイミド／ウレトンイミン変性物が特に好
ましい。

【００１０】本発明においては、ジフェニルメタンジイ
ソシナナートやその誘導体を一種用いてもよく、二種以
上を組み合わせて用いてもよい。また、所望により、本
発明の目的が損なわれない範囲で、上記ジフェニルメタ
ンジイソシナートやその誘導体と共に、トリレンジイソ
シアナートなどの各種芳香族イソシアナート、ヘキサメ
チレンジイソシアナートなどの各種脂肪族イソシアナー
ト、イソホロンジイソシアナート等の脂環族イソシアナ
ート又はそれらの誘導体を併用することができる。この
ジフェニルメタンジイソシアナートやその誘導体の配合
量としては特に制限はないが、このポリイソシアナート
成分中のイソシアナート基と上記ポリオール成分中の水
酸基との比ＮＣＯ基／ＯＨ基が、モル比で通常0.９〜1.
５となるように配合量を設定することが好ましく、より
好ましくは1.０〜1.２の範囲である。

【００１１】導電性ポリウレタン部材を構成するために
添加する導電性付与材としては、特に制限はなく、例え
ばガスブラック，インクブラックを含むオイルファーネ
スブラック，サーマルブラック，チャンネルブラック，
ランプブラック等のカーボンブラック、導電性亜鉛華等
の導電性金属酸化物が挙げられるが、電気抵抗の位置ば
らつきや電圧依存性を抑制するためには電解質により導
電性を付与することが好ましい。電解質としては、テト
ラエチルアンモニウム，テトラブチルアンモニウム，ラ
ウラルトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチル
アンモニウム，オクタデシルトリメチルアンモニウム，
ドデシルトリメチルアンモニウム，ヘキサデシルトリメ
チルアンモニウム，ベンジルトリメチルアンモニウム，
変性脂肪族ジメチルエチアンモニウム，ラウロイルアミ
ノプロピルジメチルエチルアンモニウム等の第４級アン
モニウム，リチウム，ナトリウム等のアルカリ金属又は
カルシウム，マグネシウム等のアルカリ土類金属の過塩
素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホ
ウフッ化水素酸塩，硫酸塩，アルキル硫酸塩，カルボン
酸塩，スルフォン酸塩，トリフルオロメチル硫酸塩など
が挙げられる。これらの中で、アルキル硫酸の第４級ア
ンモニウム塩や多塩基カルボン酸の第４級アンモニウム
塩が好ましく、アミド結合を有する第４級アンモニウム
のアルキル硫酸塩が特に好ましい。電解質の配合量は、
ポリウレタン材料１００重量部に対して0.０１〜１０重
量部とすることが好ましく、0.１〜３重量部とすること
が更に好ましい。

【００１２】ポリウレタン材料、電解質等を含むポリウ
レタン組成物を硬化させるための反応触媒としては、例
えばトリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシルアミン
等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン，テ
トラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘキサンジ
アミンなどのジアミン類、ペンタメチルジエチレントリ
アミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，テトラ
メチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジア
ミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラジン，
メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホリン，
ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミ
ノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノール，ト
リメチルアミノエチルエタノールアミン，メチルヒドロ
キシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホリン等
のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエチル）
エーテル，エチレングリコールビス（ジメチル）アミノ
プロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオク
トエート，ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫ジラウ
レート，ジブチル錫マーカブチド，ジブチル錫チオカル
ボキシレート，ジブチル錫ジマレエート，ジオクチル錫
マーカブチド，ジオクチル錫チオカルボキシレート，フ
ェニル水銀プロピオン酸塩，オクテン酸鉛等の有機金属
化合物などが挙げられる。これらの中で、有機錫触媒が
特に好ましい。これらの触媒は単独で用いてもよく、二
種以上を組み合わせて用いてもよい。

【００１３】本発明の導電性ポリウレタン部材をフォー
ム状のものとする場合、ポリウレタン組成物にシリコー
ン整泡剤や各種界面活性剤を配合することが、フォーム
材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡
剤としては、ジメチルポリシロキサン−ポリオキシアル
キレン共重合物等が好適に用いられ、分子量３５０〜１
５０００のジメチルポリシロキサン部分と分子量２００
〜４０００のポリオキシアルキレン部分からなるものが
特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造
は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサ
イドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好まし
く、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好
ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤，
アニオン性界面活性剤，両性等の界面活性剤や各種ポリ
エーテル，各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤
が挙げられる。シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配
合量は、ポリウレタン材料１００重量部に対して0.１〜
１０重量部とすることが好ましく、0.５〜５重量部とす
ることが更に好ましい。

【００１４】ポリウレタンフォームを製造する際の発泡
方法としては特に制限はなく、公知の方法、例えば水，
有機溶剤，各種代替フロンなどの発泡剤による方法、機
械的な攪拌により気泡を混入させる方法などが好ましく
用いられる。これらの中で、機械的な攪拌により気泡を
混入させる方法が特に好ましい。ポリウレタンフォーム
の発泡倍率については特に制限はないが、最大セル径を
５００μｍ未満とすることが好ましく、特に最大セル径
を２００μｍ未満とすることが好ましい。また、嵩密度
は0.２〜0.７ｇ／ミリリットルの範囲が好ましく、特に
0.３〜0.６ｇ／ミリリットルの範囲とすることが好まし
い。

【００１５】本発明の導電性ポリウレタン部材を製造す
る際の配合及び加熱硬化は、上記ポリオール成分、イソ
シアナート成分、電解質、反応触媒及び所望により用い
られる各種添加成分を混合攪拌し、必要に応じて上記方
法により気泡を混入させ、.所定のモールドなどに注型
するか又はブロック状に自由発泡するなどの操作を行っ
たのち、加熱硬化させる方法が好ましく用いられる。ま
た、予め、ポリオール成分とポリイソシアナート成分と
を反応させてイソシアネート基を有するプレポリマーを
調製し、これをエチレングリコール，１，４−ブタジオ
ール，トリメチロールプロパンなどの鎖延長剤を用いて
硬化させるプレポリマー法も用いることができる。本発
明の導電性ポリウレタン部材が、感光体等を汚染せず、
かつトナーを融着しない作用機構について定かではない
が、ポリウレタン部材から感光体へ移行する汚染物質や
ポリウレタン部材表面でトナーを融着させる物質を、ポ
リウレタン部材に含まれる非導電性吸油物質が吸着する
効果であろうと推定される。

【００１６】本発明の導電性ポリウレタン部材の主な利
用分野である画像形成装置部品は、導電性ポリウレタン
部材と金属部材とを構成部材とするものであって、その
構造については特に制限はないが、通常、硫黄快削鋼な
どの鋼材に亜鉛などのメッキを施した金属部材やアルミ
ニウム，ステンレス鋼などの金属部材を、その一部又は
全体を本発明の導電性ポリウレタン部材で被覆したもの
であり、用途によりローラ，ドラム，ブレードなどの形
態で使用される。すなわち、画像形成装置部品が中抵抗
弾性導電性ローラである場合には、硫黄快削鋼などに亜
鉛等のメッキを施した芯金を、導電性ポリウレタンフォ
ームで円筒形に被覆し、さらに必要に応じて、その外側
に導電性，半導電性又は絶縁性の塗料を塗布したものを
例示することができる。

【００１７】金属部材と導電性ポリウレタン部材の接合
方法については特に制限はないが、金属部材をあらかじ
めモールド内部に配設しておきポリウレタン組成物を注
型硬化する方法や、導電性ポリウレタン部材を所定の形
状に成形した後接着する方法などを用いることができ
る。どちらの方法でも、必要に応じて金属部材と導電性
ポリウレタンフォームの間に接着層を設けることがで
き、この接着層としては、導電性塗料からなる接着剤や
ホットメルトシートなどの公知の材料を用いることがで
きる。本発明の導電性ポリウレタン部材の成形方法とし
ては特に制限はなく、公知の方法、例えば前述した所定
の形状のモールドに注型する方法の他に、ブロックから
切削加工により、所定の寸法に切り出す方法、研磨処理
により所定の寸法にする方法、あるいはこれらの方法を
適宜組み合わせる方法などを用いることができる。本発
明の導電性ポリウレタンを用いた画像形成装置部品の種
類としては特に制限はないが、感光体に接触して使用さ
れる画像形成装置部品として、帯電ローラ，現像ロー
ラ，トナー供給ローラ，転写ローラ，クリーニングロー
ラ，クリーニグブレードなどを挙げることができ、トナ
ーに接触して使用される画像形成装置部品として、現像
ローラ，トナー供給ローラ，クリーニングローラ，トナ
ー層規制ブレード，クリーニングブレードなどを挙げる
ことができる。

【００１８】図１は、本発明の画像形成装置部品を転写
ローラとして装着した電子写真方式の画像形成装置の一
例を示す説明図であって、トナー供給用ローラ３と潜電
潜像を保持した画像形成体１との間に現像ローラ２がそ
の外周面を画像形成体１の表面に近接させた状態で配設
され、かつ画像形成体１に紙などの記録媒体８を介し
て、本発明に係る転写ローラ５を当接させた構造を示し
ている。トナー供給用ローラ３，現像ローラ２及び画像
形成体１を矢印方向に回転させることにより、トナーが
トナー供給用ローラ３により、現像ローラ２の表面に供
給され、層規制ブレード４によって均一な薄層に整えら
れたのち、画像形成体１上の潜像に付着し、該潜像が可
視化される。そして画像形成体１と転写ローラ５との間
に電界を発生させることにより、画像形成体１上のトナ
ー画像を記録媒体８に転写させる。また、６はクリーニ
ングローラであり、このクリーニングローラ６により、
転写後に画像形成体１表面に残留するトナーが除去され
る。なお、７は帯電ローラである。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。

【００２０】比較例１ グリセリンにプロピレンオキシドとエチレンオキシドを
ランダムに付加し、オキシエチレン単位の含有量が１６
重量％、官能基数が実質上３、重量平均分子量５００
０、ＯＨ価３４ｍｇＫＯＨ／ｇのポリエーテルポリオー
ルを製造した。このポリエーテルポリオール５０重量
部、重量平均分子量２０００でＯＨ価が５６ｍｇＫＯＨ
／ｇのポリテトラメチレンエーテルグリコール４０重量
部、重量平均分子量１０００でＯＨ価が１１３ｍｇＫＯ
Ｈ／ｇのポリテトラメチレンエーテルグリコール１０重
量部、ジフェニルメタンジイソシアナートとウレタン変
性ジフェニルメタンジイソシアナートとカルボジイミド
変性ジフェニルメタンジイソシアナートの混合物でイソ
シアナート基含有率２6.３重量％の混合イソシアネート
成分１9.５重量部、ジメチルポリシロキサン−ポリオキ
シアルキレン共重合物でＯＨ価３２ｍｇＫＯＨ／ｇであ
るシリコーン系整泡剤４重量部、電解質としてエチル硫
酸ラウロイルイミノプロピルジメチルエチルアンモニム
0.６重量部、ジブチル錫ジラウレート0.００５重量部、
黒色顔料をポリオールに分散させてなるＯＨ価４５ｍｇ
ＫＯＨ／ｇの黒色着色料2.５重量部を、機械的攪拌によ
り発泡させながら混合し、その混合物を直径６ｍｍの金
属製シャフトを中心に配設したモールドに注型した後、
１００℃で１０時間加熱硬化して、直径１6.５ｍｍで長
さ２１５ｍｍのポリウレタンフォーム製ローラを作製し
た。フォーム部分の嵩密度は0.４０ｇ／ミリリットル
で、アスカーＣ硬度３８°、平均セル径１３０μｍ、最
大セル径１９０μｍであった。

【００２１】上記ローラを厚さ５ｍｍのアルミニウム板
の上に載せ、ローラの両端をそれぞれ５００ｇの力で圧
接しながら、芯金と銅板の間の電気抵抗を測定した。測
定時の温度，湿度はそれぞれ２３℃，５０％であった。
電気抵抗は、印加電圧が１０００Ｖのとき１０^8.21Ωで
あり、印加電圧１０００Ｖで電気抵抗は１０^8.15Ωであ
った。上記ローラを、図１に示す画像形成装置に転写ロ
ーラとして組み込んだ。温度，湿度がそれぞれ４０℃，
９５％の環境で１２０時間放置し、さらに温度，湿度が
それぞれ２３℃，５０％の環境で４８時間放置した後、
グレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させた。黒
ベタ、白ベタ画像は良好であったものの、グレースケー
ル画像では転写ローラが接触していた位置の画像が黒っ
ぽく乱れていた。このような画像の乱れは、感光体汚染
が発生したためと考えられる。この転写ローラの導電性
ポリウレタン約５ｇを約３ｍｍ角の小片に刻み、円筒濾
紙を用い、アセトンを抽出溶媒として９０℃で８時間ソ
クスレー抽出器により抽出し、抽出率を測定したところ
1.８％であった（Ｘ＝1.８）。

【００２２】ここで、後述する実施例１及び実施例２に
おいて添加する吸油物質の量について説明する。実施例
１及び実施例２は、比較例１のポリウレタン部材に吸油
量３０ミリリットル／１００ｇの軽質炭酸カルシウム及
び吸油量９０ミリリットル／ｇの炭酸マグネシウムをそ
れぞれ配合したものである。上述したように、非導電性
吸油物質の配合量Ｚ［重量％］（導電性ポリウレタン組
成物中の配合割合）は、非導電性吸油物質を添加しない
ときの導電性ポリウレタンの抽出率をＸ［重量％］、添
加する非導電性吸油物質の吸油量をＹ［ミリリットル／
１００ｇ］とした場合、 0.１Ｘ≦0.０１ＹＺ≦７Ｘ を満足する量であり、好ましくは、 0.5 Ｘ≦0.０１ＹＺ≦４Ｘ を満足する量であるので、実施例１における吸油量３０
ミリリットル／１００ｇの軽質炭酸カルシウムの場合、
Ｘ＝1. 8、Ｙ＝３０を上記式に代入すると、軽質炭酸カ
ルシウムの配合量Ｚ［重量％］は、 0.６≦Ｚ≦４2.０ の範囲であり、好ましくは、 3.０≦Ｚ≦２4.０ の範囲である。配合総量から軽質炭酸カルシウムの配合
重量部数を計算すると0.７６〜９1.７重量部であり、好
ましくは3.９〜４0.０重量部である。同様に、実施例２
における吸油量９０ミリリットル／１００ｇの炭酸マグ
ネシウムの場合、Ｘ＝1. 8、Ｙ＝９０を上記式に代入す
ると、炭酸マグネシウムの配合量Ｚ［重量％］は、 0.２≦Ｚ≦１4.０ の範囲であり、好ましくは、 1.０≦Ｚ≦8.０ の範囲である。配合総量から好ましい炭酸マグネシウム
の配合重量部数を計算すると、0.２５〜２0.６重量部、
好ましくは1.３〜１1.０重量部である。

【００２３】実施例１ 比較例１において、吸油量３０ミリリットル／１００ｇ
の軽質炭酸カルシウムを１０重量部（Ｚ＝約7.３重量
％，0.０１ＹＺ＝約2.２）を配合した以外は比較例１と
同様にしてローラを作製した。フォーム部分の嵩密度は
0.４３ｇ／ミリリットルで、アスカーＣ硬度３９°、平
均セル径１２０μｍ、最大セル径１６０μｍであった。
上記ローラを厚さ５ｍｍのアルミニウム板の上に載せ、
ローラの両端をそれぞれ５００ｇの力で圧接しながら、
芯金と銅板の間の電気抵抗を測定した。測定時の温度，
湿度はそれぞれ２３℃，５０％であった。電気抵抗は、
印加電圧が１０００Ｖのとき１０^8.19Ωであり、印加電
圧１０００Ｖで電気抵抗は１０^8.12Ωであった。上記ロ
ーラを、図１に示す画像形成装置に転写ローラとして組
み込んだ。温度，湿度がそれぞれ４０℃，９５％の環境
で１２０時間放置し、さらに温度，湿度がそれぞれ２３
℃，５０％の環境で４８時間放置した後、グレースケー
ル、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させた。グレースケー
ル、黒ベタ、白ベタ画像はいずれも良好であった。

【００２４】実施例２ 比較例１において、吸油量９０ミリリットル／１００ｇ
の炭酸マグネシウムを５重量部（Ｚ＝約3.８重量％，0.
０１ＹＺ＝約3.４）を配合した以外は比較例１と同様に
してローラを作製した。フォーム部分の嵩密度は0.４０
ｇ／ミリリットルで、アスカーＣ硬度４１°、平均セル
径１２０μｍ、最大セル径１６０μｍであった。上記ロ
ーラを厚さ５ｍｍのアルミニウム板の上に載せ、ローラ
の両端をそれぞれ５００ｇの力で圧接しながら、芯金と
銅板の間の電気抵抗を測定した。測定時の温度，湿度は
それぞれ２３℃，５０％であった。電気抵抗は、印加電
圧が１０００Ｖのとき１０^8.22Ωであり、印加電圧１０
００Ｖで電気抵抗は１０^8.15Ωであった。上記ローラ
を、図１に示す画像形成装置に転写ローラとして組み込
んだ。温度，湿度がそれぞれ４０℃，９５％の環境で１
２０時間放置し、さらに温度，湿度がそれぞれ２３℃，
５０％の環境で４８時間放置した後、グレースケール、
黒ベタ、白ベタ画像を印刷させた。グレースケール、黒
ベタ、白ベタ画像はいずれも良好であった。

【００２５】比較例２ 比較例１において、吸油量３０ミリリットル／１００ｇ
の軽質炭酸カルシウムを１００重量部（Ｚ＝約４４重量
％，0.０１ＹＺ＝約１3.２）を配合した以外は比較例１
と同様にしてローラを作製した。フォーム部分の嵩密度
は0.５６ｇ／ミリリットルで、アスカーＣ硬度４７°、
平均セル径１１０μｍ、最大セル径１５０μｍであっ
た。上記ローラを厚さ５ｍｍのアルミニウム板の上に載
せ、ローラの両端をそれぞれ５００ｇの力で圧接しなが
ら、芯金と銅板の間の電気抵抗を測定した。測定時の温
度，湿度はそれぞれ２３℃，５０％であった。電気抵抗
は、印加電圧が１０００Ｖのとき１０^8.55Ωであり、印
加電圧１０００Ｖで電気抵抗は１０^8.32Ωであった。上
記ローラを、図１に示す画像形成装置に転写ローラとし
て組み込んだ。温度，湿度がそれぞれ４０℃，９５％の
環境で１２０時間放置し、さらに温度，湿度がそれぞれ
２３℃，５０％の環境で４８時間放置した後、グレース
ケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させた。グレースケ
ール、黒ベタ、白ベタ画像はいずれも良好であった。し
かしながら、ポリウレタン組成物の粘度が高いため、工
程速度を実施例１，２の半分の工程速度とせざるを得
ず、製造効率が低下することが認められた。

【００２６】比較例３ 比較例１において、吸油量３０ミリリットル／１００ｇ
の軽質炭酸カルシウムを0.５重量部（Ｚ＝約0.３９重量
％，0.０１ＹＺ＝約0.１２）を配合した以外は比較例１
と同様にしてローラを作製した。フォーム部分の嵩密度
は0.４０ｇ／ミリリットルで、アスカーＣ硬度３８°、
平均セル径１３０μｍ、最大セル径１９０μｍであっ
た。上記ローラを厚さ５ｍｍのアルミニウム板の上に載
せ、ローラの両端をそれぞれ５００ｇの力で圧接しなが
ら、芯金と銅板の間の電気抵抗を測定した。測定時の温
度，湿度はそれぞれ２３℃，５０％であった。電気抵抗
は、印加電圧が１０００Ｖのとき１０^8.21Ωであり、印
加電圧１０００Ｖで電気抵抗は１０^8.15Ωであった。上
記ローラを、図１に示す画像形成装置に転写ローラとし
て組み込んだ。温度，湿度がそれぞれ４０℃，９５％の
環境で１２０時間放置し、さらに温度，湿度がそれぞれ
２３℃，５０％の環境で４８時間放置した後、グレース
ケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させた。黒ベタ、白
ベタ画像は良好であったものの、グレースケール画像で
は転写ローラが接触していた位置の画像が黒っぽく乱れ
ていた。しかしながら、その画像不良の程度は、比較例
１よりもかなり改善されていることが認められた。

【００２７】比較例４ 比較例１において、吸油量１００ミリリットル／１００
ｇのＨＡＦ級オイルファーネスブラック（導電性吸油物
質）を５重量部配合した以外は比較例１と同様にしてロ
ーラを作製した。フォーム部分の嵩密度は0.３９ｇ／ミ
リリットルで、アスカーＣ硬度４３°、平均セル径１２
０μｍ、最大セル径１６０μｍであった。上記ローラを
厚さ５ｍｍのアルミニウム板の上に載せ、ローラの両端
をそれぞれ５００ｇの力で圧接しながら、芯金と銅板の
間の電気抵抗を測定した。測定時の温度，湿度はそれぞ
れ２３℃，５０％であった。電気抵抗は、印加電圧が１
０００Ｖのとき１０^8.03Ωであり、印加電圧１０００Ｖ
で電気抵抗は１０^6.55Ωであった。上記ローラを、図１
に示す画像形成装置に転写ローラとして組み込んだ。温
度，湿度がそれぞれ４０℃，９５％の環境で１２０時間
放置し、さらに温度，湿度がそれぞれ２３℃，５０％の
環境で４８時間放置した後、グレースケール、黒ベタ、
白ベタ画像を印刷させた。黒ベタ画像とグレースケール
画像では転写不良が、白ベタ画像ではカブリが発生し良
好な画像が得られなかった。これは、転写ローラを構成
するポリウレタン部材の電気抵抗に電圧依存性があるこ
とによって引き起こされたものと考えられる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の導電性ポリウレタン部材は、感
光体等を汚染することなく、トナーと融着することな
く、低硬度であり、電気抵抗の位置ばらつきや電圧依存
性が著しく低く、例えば帯電ローラ，現像ローラ，転写
ローラ，トナー供給ローラ，クリーニングローラなどの
弾性を有するローラやトナー層規制ブレード，クリーニ
ングブレード等の弾性を有するブレードなどの形態で画
像形成装置部品として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の画像形成装置部品を転写ローラとし
て装着した電子写真方式の画像形成装置の一例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１：画像形成体 ２：現像ローラ ３：トナー供給用ローラ ４：層規制ブレード ５：転写ローラ ６：クリーニングローラ ７：帯電ローラ ８：記録媒体

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１ Ｇ０３Ｇ 15/08 ５０１Ｄ 15/16 １０３ 15/16 １０３ 21/10 21/00 ３１８ Ｆターム(参考） 2H003 AA12 BB11 CC05 2H032 AA05 BA05 2H034 BF03 BF04 2H077 AD06 FA21 FA25 4J002 CK021 CK031 CK041 CK051 DE197 DE236 DG047 DG057 DK007 EG027 EG037 EN137 EV187 EV257 FB236 FD117 FD140 FD206 GM00 GP03

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導電性を有するポリウレタンよりなる導
   電性部材において、該ポリウレタンが非導電性吸油物質
   を含み、非導電性吸油物質の配合量Ｚ［重量％］が、非
   導電性吸油物質を添加しないときの導電性ポリウレタン
   の抽出率をＸ［重量％］、配合すべき非導電性吸油物質
   の吸油量をＹ［ミリリットル／１００ｇ］とした場合、 0.１Ｘ≦0.０１ＹＺ≦７Ｘ を満足することを特徴とする導電性ポリウレタン部材。
2. 【請求項２】 非導電性吸油物質が、軽質炭酸カルシウ
   ム，重質炭酸カルシウム，微粉化炭酸カルシウム，脂肪
   酸処理炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムから選ばれ
   るものである請求項１記載の導電性ポリウレタン部材。
3. 【請求項３】 非導電性吸油物質の吸油量が、１０〜２
   ００［ミリリットル／１００ｇ］である請求項１又は２
   記載の導電性ポリウレタン部材。
4. 【請求項４】 導電性を有するポリウレタンが、電解質
   を添加することにより導電性を付与されているものであ
   る請求項１〜３のいずれかに記載の導電性ポリウレタン
   部材。
5. 【請求項５】 電解質が、アルキル硫酸の第４級アンモ
   ニウム塩及び多塩基カルボン酸の第４級アンモニウム塩
   から選ばれるものである請求項４記載の導電性ポリウレ
   タン部材。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の導電性
   ポリウレタン部材を用いて構成され、かつ感光体に接触
   して使用される画像形成装置部品。
7. 【請求項７】 感光体に接触して使用される画像形成装
   置部品が、帯電ローラ，現像ローラ，トナー供給ロー
   ラ，転写ローラ，クリーニングローラ又はクリーニグブ
   レードである請求項６記載の画像形成装置部品。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれかに記載の導電性
   ポリウレタン部材を用いて構成され、かつトナーに接触
   して使用される画像形成装置部品。
9. 【請求項９】 トナーに接触して使用される画像形成装
   置部品が、現像ローラ，トナー供給ローラ，クリーニン
   グローラ，トナー層規制ブレード又はクリーニングブレ
   ードである請求項８記載の画像形成装置部品。
10. 【請求項１０】 請求項６〜９のいずれかに記載の画像
    形成装置部品を装着してなる画像形成装置。