JP3526322B2 - 電子写真機構で使用される導電性ローラ - Google Patents
電子写真機構で使用される導電性ローラInfo
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- JP3526322B2 JP3526322B2 JP12690794A JP12690794A JP3526322B2 JP 3526322 B2 JP3526322 B2 JP 3526322B2 JP 12690794 A JP12690794 A JP 12690794A JP 12690794 A JP12690794 A JP 12690794A JP 3526322 B2 JP3526322 B2 JP 3526322B2
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- Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
- Cleaning In Electrography (AREA)
- Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子写真，静電プリ
ンターに於けるトナー搬送用ローラ，現像ローラ，転写
ローラ，クリーニングローラ等電気的に被接触物をコン
トロールする導電性ローラに関する。
ンターに於けるトナー搬送用ローラ，現像ローラ，転写
ローラ，クリーニングローラ等電気的に被接触物をコン
トロールする導電性ローラに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、トナーカートリッジに用意されて
いるトナーを静電潜像が形成されている感光体に供給
し、用紙に転写、定着させる電子写真プロセスは、一般
的に帯電、露光、現像、転写、定着、除電
等の各機構から成り、各機構とも帯電物を精密にコント
ロールする為の各種のローラが使われ、近年ますますそ
のローラ素材に対する要求特性は厳しくなっている。
いるトナーを静電潜像が形成されている感光体に供給
し、用紙に転写、定着させる電子写真プロセスは、一般
的に帯電、露光、現像、転写、定着、除電
等の各機構から成り、各機構とも帯電物を精密にコント
ロールする為の各種のローラが使われ、近年ますますそ
のローラ素材に対する要求特性は厳しくなっている。
【０００３】特にトナー搬送用ローラ等を含む現像機構
に用いられるローラ，現像ローラ，転写ローラ，又クリ
ーニング機構等に用いられるローラ等は電気的に被接触
物をコントロールする為機械的特性，電気的特性共に従
来にも増した厳しい特性を求められている。従来からポ
リウレタン樹脂はその耐久性，柔軟性，低圧縮永久歪，
低汚染性から発泡体あるいはエラストマーとしてこれ等
の用途に用いられている。導電性添加剤を加えないウレ
タン樹脂は、樹脂中の水分や不純物がキャリアーとな
り、わずかではあるが導電性を持ち、この導電機構はイ
オン伝導であると考えられ、その電気特性もイオン伝導
の特徴を示す。この様な一般的なウレタン樹脂を用いた
ローラでは、Ｈ／Ｈ環境下でローラ抵抗値が１０7〜１
０9Ω、Ｌ／Ｌ環境下で１０9〜１０11Ωとなり、Ｈ／Ｈ
環境下とＬ／Ｌ環境下で抵抗が約２ケタ以上変化する。
これらの抵抗値は印加電圧による変化は小さい。
に用いられるローラ，現像ローラ，転写ローラ，又クリ
ーニング機構等に用いられるローラ等は電気的に被接触
物をコントロールする為機械的特性，電気的特性共に従
来にも増した厳しい特性を求められている。従来からポ
リウレタン樹脂はその耐久性，柔軟性，低圧縮永久歪，
低汚染性から発泡体あるいはエラストマーとしてこれ等
の用途に用いられている。導電性添加剤を加えないウレ
タン樹脂は、樹脂中の水分や不純物がキャリアーとな
り、わずかではあるが導電性を持ち、この導電機構はイ
オン伝導であると考えられ、その電気特性もイオン伝導
の特徴を示す。この様な一般的なウレタン樹脂を用いた
ローラでは、Ｈ／Ｈ環境下でローラ抵抗値が１０7〜１
０9Ω、Ｌ／Ｌ環境下で１０9〜１０11Ωとなり、Ｈ／Ｈ
環境下とＬ／Ｌ環境下で抵抗が約２ケタ以上変化する。
これらの抵抗値は印加電圧による変化は小さい。
【０００４】この様なローラを用いた場合、特に、その
ローラが定電流制御電源に接続されて使用する場合、Ｈ
／Ｈ環境下ではローラ抵抗が低いので、定電流制御下に
おいては、発生電圧が低く、Ｌ／Ｌ環境下ではローラ抵
抗が高くなるため、発生電圧が高くなる。一般的な電子
写真等の機構で使用される定電流機構の電源は０．１μ
Ａ〜３０μＡ程度で定電流制御される場合が多く、例え
ば、Ｈ／Ｈ環境下で１×１０8Ω、Ｌ／Ｌ環境下で２×
１０10Ωのローラを用いた場合（１μＡの定電流制御を
する場合）、発生電圧はそれぞれ１００Ｖ，２００００
Ｖとなり、Ｌ／Ｌ環境下で高電圧が必要となり、電源装
置の容量アップ，放電対策等が必要となり、経済的にも
スペース的にも不利となる。また、上記ローラを容量が
充分でない定容量の電源に接続して使用した場合、Ｌ／
Ｌ環境下で電源容量が不足して、必要な電流量が得られ
なくなり、画像その他に不具合が発生することがある。
ローラが定電流制御電源に接続されて使用する場合、Ｈ
／Ｈ環境下ではローラ抵抗が低いので、定電流制御下に
おいては、発生電圧が低く、Ｌ／Ｌ環境下ではローラ抵
抗が高くなるため、発生電圧が高くなる。一般的な電子
写真等の機構で使用される定電流機構の電源は０．１μ
Ａ〜３０μＡ程度で定電流制御される場合が多く、例え
ば、Ｈ／Ｈ環境下で１×１０8Ω、Ｌ／Ｌ環境下で２×
１０10Ωのローラを用いた場合（１μＡの定電流制御を
する場合）、発生電圧はそれぞれ１００Ｖ，２００００
Ｖとなり、Ｌ／Ｌ環境下で高電圧が必要となり、電源装
置の容量アップ，放電対策等が必要となり、経済的にも
スペース的にも不利となる。また、上記ローラを容量が
充分でない定容量の電源に接続して使用した場合、Ｌ／
Ｌ環境下で電源容量が不足して、必要な電流量が得られ
なくなり、画像その他に不具合が発生することがある。
【０００５】従来、これ等の問題を解決するため、イオ
ン伝導機構による導電性付与物質の添加、もしくはカー
ボン等の電子伝導機構による導電性付与物質の多量な添
加によりローラの抵抗を下げる方法が知られている。
ン伝導機構による導電性付与物質の添加、もしくはカー
ボン等の電子伝導機構による導電性付与物質の多量な添
加によりローラの抵抗を下げる方法が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】イオン伝導機構による
導電性付与物質を添加する方法は、Ｌ／Ｌ環境下での抵
抗を下げると同時にＨ／Ｈ環境下での抵抗も低下してし
まい、Ｈ／Ｈ環境下での発生電圧が非常に小さくなり、
画像，その他に不具合（転写不良，現像不良等）が発生
する場合がある。また、カーボン等の電子伝導機構によ
る導電性付与物質の添加によりローラの抵抗を下げる方
法では、Ｈ／Ｈ，Ｎ／Ｎ，Ｌ／Ｌ各環境での抵抗値を目
的の抵抗まで下げるためには、多量の電子導電物質を添
加する必要がある。電子伝導機構による導電性付与物質
のほとんどは、カーボン，金属，金属酸化物等のウレタ
ン樹脂原料に不溶の粉末または繊維状であり、原料にこ
れらを多量に混合する事により、原料系の粘度が上昇
し、樹脂の製造，成形等にプロセス上の問題が発生す
る。特にフォーム化する場合は、気泡のコントロールが
非常に難しくなる。また、多量の粉末等の混合により、
硬化樹脂の硬度が高くなり、柔軟性が損なわれてしま
う。電子写真等の機構で使用されるローラ素材として
は、ウレタン樹脂以外ではカーボン等の電子伝導機構に
よる導電性付与物質を練り込んだＥＰＤＭやシリコン等
のゴムローラがあるが、これらのローラの当接する部材
を汚染もしくは化学反応により変質させる事が多い，圧
縮永久歪が大きい等のゴム素材自身に起因する問題点が
多い。
導電性付与物質を添加する方法は、Ｌ／Ｌ環境下での抵
抗を下げると同時にＨ／Ｈ環境下での抵抗も低下してし
まい、Ｈ／Ｈ環境下での発生電圧が非常に小さくなり、
画像，その他に不具合（転写不良，現像不良等）が発生
する場合がある。また、カーボン等の電子伝導機構によ
る導電性付与物質の添加によりローラの抵抗を下げる方
法では、Ｈ／Ｈ，Ｎ／Ｎ，Ｌ／Ｌ各環境での抵抗値を目
的の抵抗まで下げるためには、多量の電子導電物質を添
加する必要がある。電子伝導機構による導電性付与物質
のほとんどは、カーボン，金属，金属酸化物等のウレタ
ン樹脂原料に不溶の粉末または繊維状であり、原料にこ
れらを多量に混合する事により、原料系の粘度が上昇
し、樹脂の製造，成形等にプロセス上の問題が発生す
る。特にフォーム化する場合は、気泡のコントロールが
非常に難しくなる。また、多量の粉末等の混合により、
硬化樹脂の硬度が高くなり、柔軟性が損なわれてしま
う。電子写真等の機構で使用されるローラ素材として
は、ウレタン樹脂以外ではカーボン等の電子伝導機構に
よる導電性付与物質を練り込んだＥＰＤＭやシリコン等
のゴムローラがあるが、これらのローラの当接する部材
を汚染もしくは化学反応により変質させる事が多い，圧
縮永久歪が大きい等のゴム素材自身に起因する問題点が
多い。
【０００７】そこで、この発明は、電源容量を大きくす
ることなく、定電流制御された機構に適し、全ての環境
条件で安定した性能の得られる導電性ローラを安定して
提供することを目的とする。
ることなく、定電流制御された機構に適し、全ての環境
条件で安定した性能の得られる導電性ローラを安定して
提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する
為、この発明は、温度２５℃，相対湿度５０％ＲＨの常
温常湿時における５００Ｖ印加時の抵抗が１×１０3Ω
〜１０12Ωである導電性ローラにおいて、ローラ素材と
して、アスカーＣ硬度６５°以下かつ平均セル径５００
μｍ以下のウレタンフォームを用いるとともに、温度３
５℃，相対湿度８５％ＲＨ（以下Ｈ／Ｈ環境とよぶ）、
温度２５℃，相対湿度５０％ＲＨ（以下Ｎ／Ｎ環境とよ
ぶ）、温度１０℃相対湿度１５％ＲＨ（以下Ｌ／Ｌ環境
とよぶ）の各環境下で各々５００Ｖと２０００Ｖの電圧
負荷条件でローラ抵抗値を測定した時に、負荷電圧によ
るローラ抵抗変化率Ｋを、Ｋ＝（ 500Ｖ電圧負荷時のロ
ーラ抵抗）／（2000Ｖ電圧負荷時のローラ抵抗）、（Ｈ
／Ｈ環境でのＫ）≦（Ｎ／Ｎ環境でのＫ）＜（Ｌ／Ｌ環
境でのＫ）、となるように設計したものである。
為、この発明は、温度２５℃，相対湿度５０％ＲＨの常
温常湿時における５００Ｖ印加時の抵抗が１×１０3Ω
〜１０12Ωである導電性ローラにおいて、ローラ素材と
して、アスカーＣ硬度６５°以下かつ平均セル径５００
μｍ以下のウレタンフォームを用いるとともに、温度３
５℃，相対湿度８５％ＲＨ（以下Ｈ／Ｈ環境とよぶ）、
温度２５℃，相対湿度５０％ＲＨ（以下Ｎ／Ｎ環境とよ
ぶ）、温度１０℃相対湿度１５％ＲＨ（以下Ｌ／Ｌ環境
とよぶ）の各環境下で各々５００Ｖと２０００Ｖの電圧
負荷条件でローラ抵抗値を測定した時に、負荷電圧によ
るローラ抵抗変化率Ｋを、Ｋ＝（ 500Ｖ電圧負荷時のロ
ーラ抵抗）／（2000Ｖ電圧負荷時のローラ抵抗）、（Ｈ
／Ｈ環境でのＫ）≦（Ｎ／Ｎ環境でのＫ）＜（Ｌ／Ｌ環
境でのＫ）、となるように設計したものである。
【０００９】
【作用】この発明では、Ｌ／Ｌ環境下での電流値を低い
電圧で確保出来るため大容量の電圧発生機が必要でなく
なる。また、この様に設計された導電ローラを定電流制
御された電子写真等の機構で使用する事により、環境変
動による発生電圧の変化を小さくする事が出来、全ての
環境下で安定した電圧，電流の確保が出来、良好な画像
が得られる。
電圧で確保出来るため大容量の電圧発生機が必要でなく
なる。また、この様に設計された導電ローラを定電流制
御された電子写真等の機構で使用する事により、環境変
動による発生電圧の変化を小さくする事が出来、全ての
環境下で安定した電圧，電流の確保が出来、良好な画像
が得られる。
【００１０】一般のポリウレタン樹脂では、Ｌ／Ｌ環境
下で抵抗が高くなり、定電流制御下で使用した場合、発
生電圧が高くなり問題が生じる。この場合の負荷電圧に
よる抵抗変化率は、以下の式に示す通りであった。
下で抵抗が高くなり、定電流制御下で使用した場合、発
生電圧が高くなり問題が生じる。この場合の負荷電圧に
よる抵抗変化率は、以下の式に示す通りであった。
【００１１】
【数１】
【００１２】全体の抵抗を下げるためイオン伝導機構に
よる導電性付与物質を添加したウレタン樹脂では抵抗値
の環境変動が大きく、Ｈ／ＨもしくはＬ／Ｌのいずれか
で問題が発生した。この場合の負荷電圧による抵抗変化
率は、以下の式に示す通りであった。
よる導電性付与物質を添加したウレタン樹脂では抵抗値
の環境変動が大きく、Ｈ／ＨもしくはＬ／Ｌのいずれか
で問題が発生した。この場合の負荷電圧による抵抗変化
率は、以下の式に示す通りであった。
【００１３】
【数２】
【００１４】また全体の抵抗を下げるため、電子伝導機
構による導電性付与物質を多量に添加したウレタン樹脂
は、樹脂成形のプロセス面でも非常に問題が多く、フォ
ーム化する場合は、低密度にして低硬度のものを得よう
とすると、セルが荒れ、高密度，高硬度のものしか得ら
れず問題が生じた。
構による導電性付与物質を多量に添加したウレタン樹脂
は、樹脂成形のプロセス面でも非常に問題が多く、フォ
ーム化する場合は、低密度にして低硬度のものを得よう
とすると、セルが荒れ、高密度，高硬度のものしか得ら
れず問題が生じた。
【００１５】そこで鋭意検討の結果、ローラ素材とし
て、アスカーＣ硬度６５°以下かつ平均セル径５００μ
ｍ以下のウレタンフォームを用いるとともに、負荷電圧
による抵抗変化率が、 ＫHH≦ＫNN＜ＫLL となる様に設計することにより、上述した全ての問題が
解決できることを見出した。プロセス性，樹脂硬度等の
点から好ましくは０．９≦ＫHH＜２，２≦ＫLL≦５０特
に好ましくは、０．９≦ＫHH＜２，２≦ＫLL≦２０とす
ることにより、安定した製品が得られる。
て、アスカーＣ硬度６５°以下かつ平均セル径５００μ
ｍ以下のウレタンフォームを用いるとともに、負荷電圧
による抵抗変化率が、 ＫHH≦ＫNN＜ＫLL となる様に設計することにより、上述した全ての問題が
解決できることを見出した。プロセス性，樹脂硬度等の
点から好ましくは０．９≦ＫHH＜２，２≦ＫLL≦５０特
に好ましくは、０．９≦ＫHH＜２，２≦ＫLL≦２０とす
ることにより、安定した製品が得られる。
【００１６】
【実施例】以下に、この発明の好適な実施例を説明す
る。
る。
【００１７】ポリウレタン樹脂として、ポリヒドロキシ
ル化合物と有機ポリイソシアネート化合物と触媒，架橋
剤等を用い、発泡体とする場合は必要に応じて発泡剤，
整泡剤を用いるが、主としてポリイソシアネートとポリ
ヒドロキシル化合物の反応により樹脂化させる。
ル化合物と有機ポリイソシアネート化合物と触媒，架橋
剤等を用い、発泡体とする場合は必要に応じて発泡剤，
整泡剤を用いるが、主としてポリイソシアネートとポリ
ヒドロキシル化合物の反応により樹脂化させる。
【００１８】ポリヒドロキシル化合物としては、一般の
軟質ウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用
いられるポリオール、即ち末端にヒドロキシル基を有す
るポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及
び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリ
オールであり、また、ポリオール中でエチレン性不飽和
単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等
一般的なポリオール類が使用できる。ポリイソシアネー
ト化合物としては同様に一般的な軟質ウレタンフォーム
やウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシア
ネートが使用できる。即ち、トリレンジイソシアネート
（TDI)粗製TDI 、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(MDI) 、粗製MDI 、炭素数２〜18の脂肪族ポリイソ
シアネート、炭素数４〜15の脂肪族ポリイソシアネー
ト、炭素数８〜15の芳香族ポリイソシアネート及びこれ
等のポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分
的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等
が用いられる。触媒としては一般的な有機金属化合物、
例えばジブチル錫ジラウレート、オクチル酸錫、オクチ
ル亜鉛、酢酸ナトリウム等、アルカリ及びアルカリ土類
金属のアルコキシドやフェノキシド、三級アミン類、例
えば、トリエチルアミン、トリエチルジアミン、Ｎ−メ
チルモルホリン、ジメチルアミノメチルフェノール等、
それに第四級アンモニウム塩、イミダゾール類等が挙げ
られ、特公昭53-8735 号公報に示されたニッケルアセチ
ルアセトネート、ジアセチルアセトネートニッケル等も
用いられる。整泡剤としては、ポリウレタンフォームの
発泡用に使用される公知の整泡剤を使用することが出
来、特に制限はない。又、この発明に使用される、その
他の添加剤としては、公知の顔料、染料、有機無機フィ
ラー等ウレタンフォームやエラストマーの製造に使用さ
れるものが必要に応じて用いることができる。
軟質ウレタンフォームやウレタンエラストマー製造に用
いられるポリオール、即ち末端にヒドロキシル基を有す
るポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール及
び両者の共重合物であるポリエーテルポリエステルポリ
オールであり、また、ポリオール中でエチレン性不飽和
単量体を重合させて得られる所謂ポリマーポリオール等
一般的なポリオール類が使用できる。ポリイソシアネー
ト化合物としては同様に一般的な軟質ウレタンフォーム
やウレタンエラストマー製造に使用されるポリイソシア
ネートが使用できる。即ち、トリレンジイソシアネート
（TDI)粗製TDI 、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネ
ート(MDI) 、粗製MDI 、炭素数２〜18の脂肪族ポリイソ
シアネート、炭素数４〜15の脂肪族ポリイソシアネー
ト、炭素数８〜15の芳香族ポリイソシアネート及びこれ
等のポリイソシアネートの混合物や変性物、例えば部分
的にポリオール類と反応させて得られるプレポリマー等
が用いられる。触媒としては一般的な有機金属化合物、
例えばジブチル錫ジラウレート、オクチル酸錫、オクチ
ル亜鉛、酢酸ナトリウム等、アルカリ及びアルカリ土類
金属のアルコキシドやフェノキシド、三級アミン類、例
えば、トリエチルアミン、トリエチルジアミン、Ｎ−メ
チルモルホリン、ジメチルアミノメチルフェノール等、
それに第四級アンモニウム塩、イミダゾール類等が挙げ
られ、特公昭53-8735 号公報に示されたニッケルアセチ
ルアセトネート、ジアセチルアセトネートニッケル等も
用いられる。整泡剤としては、ポリウレタンフォームの
発泡用に使用される公知の整泡剤を使用することが出
来、特に制限はない。又、この発明に使用される、その
他の添加剤としては、公知の顔料、染料、有機無機フィ
ラー等ウレタンフォームやエラストマーの製造に使用さ
れるものが必要に応じて用いることができる。
【００１９】上述の如きポリウレタン樹脂中に電子伝導
機構による導電性付与物質と必要に応じてイオン伝導機
構による導電性付与物質とを混合分散させ、これを空気
や不活性ガスと機械的撹拌によって発泡させてポリウレ
タンフォームを製造する。
機構による導電性付与物質と必要に応じてイオン伝導機
構による導電性付与物質とを混合分散させ、これを空気
や不活性ガスと機械的撹拌によって発泡させてポリウレ
タンフォームを製造する。
【００２０】このポリウレタンフォームを用いて、図１
に示す様な形状のローラを得る。電子写真等の機構で使
用されるローラにおいては、硬度が高くなると、当接す
る部材との当りが悪くなるため、アスカーＣ硬度６５°
以下特に６０°以下とする事が好ましく、セル径は、平
均セル径で５００μｍ以下、特に３００μｍ以下とする
事が好ましい。
に示す様な形状のローラを得る。電子写真等の機構で使
用されるローラにおいては、硬度が高くなると、当接す
る部材との当りが悪くなるため、アスカーＣ硬度６５°
以下特に６０°以下とする事が好ましく、セル径は、平
均セル径で５００μｍ以下、特に３００μｍ以下とする
事が好ましい。
【００２１】電子伝導機構による導電性付与物質として
は一般的な導電性カーボン，グラファイト系の粉末、あ
るいはそれ等の単繊維，又、銅，ニッケル，銀等の導電
性金属粉あるいはそれ等の繊維状物質、又酸化スズ，酸
化チタン，酸化インジウム等の金属酸化物、あるいは各
種フィラーに金属メッキを施して導電性を付与した物質
中、ポリアニリン，ポリピロール，ポリアセチレン等の
有機系の導電性微粉末がある。添加部数は、目的とする
抵抗値，電子伝導機構による導電性付与物質の種類によ
って調整できるが、通常、Ｌ／Ｌ環境下での２０００Ｖ
印加時のローラ抵抗が１×１０4〜１×１０9Ω、好まし
くは１×１０8〜１×１０10の範囲で、負荷電圧による
ローラ抵抗変化率Ｋが（ 500Ｖ電圧負荷時のローラ抵
抗）／（2000Ｖ電圧負荷時のローラ抵抗）であり、０．
９≦（Ｈ／Ｈ環境でのＫ）≦（Ｎ／Ｎ環境でのＫ）＜
（Ｌ／Ｌ環境でのＫ）＜１００となるように調整する。
は一般的な導電性カーボン，グラファイト系の粉末、あ
るいはそれ等の単繊維，又、銅，ニッケル，銀等の導電
性金属粉あるいはそれ等の繊維状物質、又酸化スズ，酸
化チタン，酸化インジウム等の金属酸化物、あるいは各
種フィラーに金属メッキを施して導電性を付与した物質
中、ポリアニリン，ポリピロール，ポリアセチレン等の
有機系の導電性微粉末がある。添加部数は、目的とする
抵抗値，電子伝導機構による導電性付与物質の種類によ
って調整できるが、通常、Ｌ／Ｌ環境下での２０００Ｖ
印加時のローラ抵抗が１×１０4〜１×１０9Ω、好まし
くは１×１０8〜１×１０10の範囲で、負荷電圧による
ローラ抵抗変化率Ｋが（ 500Ｖ電圧負荷時のローラ抵
抗）／（2000Ｖ電圧負荷時のローラ抵抗）であり、０．
９≦（Ｈ／Ｈ環境でのＫ）≦（Ｎ／Ｎ環境でのＫ）＜
（Ｌ／Ｌ環境でのＫ）＜１００となるように調整する。
【００２２】また、イオン伝導機構による導電性付与物
質としては、第四級アンモニウム塩等の陽イオン性界面
活性剤，脂肪族スルホン酸塩，高級アルコール硫酸エス
テル塩，高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エ
ステル塩，高級アルコール燐酸エステル塩，高級アルコ
ールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩等の陰イオ
ン性界面活性剤，ベタイン等の両性界面活性剤，高級ア
ルコールエチレンオキサイド，ポリエチレングリコール
脂肪酸エステル，多価アルコール脂肪酸エステル等の非
イオン性界面活性剤等の一般的な帯電防止剤、およびこ
れらの帯電防止剤が、少なくとも１個以上の水酸基，カ
ルボキシル基，一級ないし二級アミン基等イソシアネー
トと反応する活性水素を有する基を持ったものが挙げら
れる。さらに、次の如きイオン伝導機構による導電性物
質を使用することもできる。すなわち、ＬｉＣＦ3ＳＯ
3 ，ＮａＣｌＯ4 ，ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＡｓＦ6 ，Ｌｉ
ＢＦ4 ，ＮａＳＣＮ，ＫＳＣＮ，ＮａＣｌ等のＬｉ+ ，
Ｎａ+ ，Ｋ+ 等周期率表第１族の金属塩、あるいはＮＨ
4+ の塩等の電解質，又、Ｃａ（ＣｌＯ4）2 等のＣ
ａ++，Ｂａ++等の周期率表第２族の金属塩やそれ等と
１．４ブタンジオール，エチレングリコール，ポリエチ
レングリコール，プロピレングリコール，ポリエチレン
グリコール等多価アルコールとその誘導体等の錯体ある
いはエチレングリコールモノメチルエーテル，エチレン
グリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体
が挙げられる。添加部数は、目的とする抵抗値，イオン
伝導機構による導電性付与物質の種類によって調整でき
るが、通常Ｈ／Ｈ環境下での５００Ｖ印加時のローラ抵
抗が、１×１０4〜１×１０9Ω、好ましくは１×１０5
〜１×１０8の範囲で、負荷電圧によるローラ抵抗変化
率Ｋが首記特徴となるように調整する。目的とする抵抗
値が比較的高い場合（１×１０7Ω以上）、特別にイオ
ン伝導機構による導電性付与物質を添加せずに、ポリウ
レタン樹脂中の水分や不純物によるイオン伝導性によ
り、首記特徴を得る場合もある。
質としては、第四級アンモニウム塩等の陽イオン性界面
活性剤，脂肪族スルホン酸塩，高級アルコール硫酸エス
テル塩，高級アルコールエチレンオキサイド付加硫酸エ
ステル塩，高級アルコール燐酸エステル塩，高級アルコ
ールエチレンオキサイド付加燐酸エステル塩等の陰イオ
ン性界面活性剤，ベタイン等の両性界面活性剤，高級ア
ルコールエチレンオキサイド，ポリエチレングリコール
脂肪酸エステル，多価アルコール脂肪酸エステル等の非
イオン性界面活性剤等の一般的な帯電防止剤、およびこ
れらの帯電防止剤が、少なくとも１個以上の水酸基，カ
ルボキシル基，一級ないし二級アミン基等イソシアネー
トと反応する活性水素を有する基を持ったものが挙げら
れる。さらに、次の如きイオン伝導機構による導電性物
質を使用することもできる。すなわち、ＬｉＣＦ3ＳＯ
3 ，ＮａＣｌＯ4 ，ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＡｓＦ6 ，Ｌｉ
ＢＦ4 ，ＮａＳＣＮ，ＫＳＣＮ，ＮａＣｌ等のＬｉ+ ，
Ｎａ+ ，Ｋ+ 等周期率表第１族の金属塩、あるいはＮＨ
4+ の塩等の電解質，又、Ｃａ（ＣｌＯ4）2 等のＣ
ａ++，Ｂａ++等の周期率表第２族の金属塩やそれ等と
１．４ブタンジオール，エチレングリコール，ポリエチ
レングリコール，プロピレングリコール，ポリエチレン
グリコール等多価アルコールとその誘導体等の錯体ある
いはエチレングリコールモノメチルエーテル，エチレン
グリコールモノエチルエーテル等のモノオールとの錯体
が挙げられる。添加部数は、目的とする抵抗値，イオン
伝導機構による導電性付与物質の種類によって調整でき
るが、通常Ｈ／Ｈ環境下での５００Ｖ印加時のローラ抵
抗が、１×１０4〜１×１０9Ω、好ましくは１×１０5
〜１×１０8の範囲で、負荷電圧によるローラ抵抗変化
率Ｋが首記特徴となるように調整する。目的とする抵抗
値が比較的高い場合（１×１０7Ω以上）、特別にイオ
ン伝導機構による導電性付与物質を添加せずに、ポリウ
レタン樹脂中の水分や不純物によるイオン伝導性によ
り、首記特徴を得る場合もある。
【００２３】〔比較例１〕
・グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドを付加して、分子量
５０００としたポリエーテルポリオール（ＯＨ価３３）（旭硝子（株）製のエク
セノール（登録商標）８２８） １００部
・ウレタン変性したＭＤＩ ＮＣＯ％＝２３％（住友バイエルウレタン（株）製
のスミジュール（登録商標）ＰＦ） ２５．０部
・１．４ブタンジオール ２．５部
・シリコン界面活性剤（日本ユニカ（株）製 Ｌ−５２０） １．５部
・ジブチルチンジラウレート ０．０１部
【００２４】これ等を１リットルのプラスチック容器に
入れ、家庭用泡立機で２分間攪拌して微細な均一セルを
有する泡体を得た。この泡体を２５０mm（長さ）×３０
mm（巾）×３０mm（深さ）の型に流し込み１４０℃で２
０分間加熱して硬化させた。その結果得られた発泡体２
はアスカーＣ硬度４４°，密度０．５６ｇ／cm3 ，セル
径１２０μｍであり、この発泡体２を用いて図１に示す
ような導電性ローラ１を作成した。このローラ１を図２
に示すようにシャフト３の両端に５００ｇの荷重をか
け、Ｌ／Ｌ環境，Ｎ／Ｎ環境，Ｈ／Ｈ環境で５００Ｖ印
加、2,０００Ｖ印加条件で抵抗測定器４でそれぞれの抵
抗値（Ω）を測定した結果を表１に示す。なお、発泡体
２の直径２０mm，長さ２１０mm、シャフト３の直径６m
m，長さ２７０mmとした。
入れ、家庭用泡立機で２分間攪拌して微細な均一セルを
有する泡体を得た。この泡体を２５０mm（長さ）×３０
mm（巾）×３０mm（深さ）の型に流し込み１４０℃で２
０分間加熱して硬化させた。その結果得られた発泡体２
はアスカーＣ硬度４４°，密度０．５６ｇ／cm3 ，セル
径１２０μｍであり、この発泡体２を用いて図１に示す
ような導電性ローラ１を作成した。このローラ１を図２
に示すようにシャフト３の両端に５００ｇの荷重をか
け、Ｌ／Ｌ環境，Ｎ／Ｎ環境，Ｈ／Ｈ環境で５００Ｖ印
加、2,０００Ｖ印加条件で抵抗測定器４でそれぞれの抵
抗値（Ω）を測定した結果を表１に示す。なお、発泡体
２の直径２０mm，長さ２１０mm、シャフト３の直径６m
m，長さ２７０mmとした。
【００２５】
【表１】
【００２６】このローラは市販のレーザービームプリン
ターで定電流制御で用いられている転写ローラとしてセ
ットし評価したところ、Ｎ／Ｎ，Ｈ／Ｈ環境下では良好
な画像が得られたが、Ｌ／Ｌ環境下で画像不良を生じ
た。原因は電圧発生装置の能力不足と判断された。
ターで定電流制御で用いられている転写ローラとしてセ
ットし評価したところ、Ｎ／Ｎ，Ｈ／Ｈ環境下では良好
な画像が得られたが、Ｌ／Ｌ環境下で画像不良を生じ
た。原因は電圧発生装置の能力不足と判断された。
【００２７】〔参考例１〕
比較例１の配合系にアサヒサーマルＦＴ級（アサヒカー
ボン株式会社製）をＬ／Ｌ環境下での５００Ｖと2,００
０Ｖ負荷時の抵抗変化率に注意しながら添加増量し、結
果的に５．０部添加した配合で比較例１と同様のローラ
を作成し、比較例１と同様の評価を行ったところ抵抗値
は表２となり、密度は０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬
度４５°，平均セル径１５０μｍであり、Ｌ／Ｌ環境下
の画像が良好となった。この時Ｎ／Ｎ，Ｈ／Ｈ環境下の
画像も問題はなかった。
ボン株式会社製）をＬ／Ｌ環境下での５００Ｖと2,００
０Ｖ負荷時の抵抗変化率に注意しながら添加増量し、結
果的に５．０部添加した配合で比較例１と同様のローラ
を作成し、比較例１と同様の評価を行ったところ抵抗値
は表２となり、密度は０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬
度４５°，平均セル径１５０μｍであり、Ｌ／Ｌ環境下
の画像が良好となった。この時Ｎ／Ｎ，Ｈ／Ｈ環境下の
画像も問題はなかった。
【００２８】
【表２】
【００２９】〔比較例２〕
比較例１の配合系にイオン伝導付与物質として四級アン
モニウム塩（花王ＫＳ−５５５）を０．０５部添加した
場合、表３となり、密度０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ
硬度４４°，平均セル径１２０μｍであり、Ｌ／Ｌ環境
下で画像不良が発生した。
モニウム塩（花王ＫＳ−５５５）を０．０５部添加した
場合、表３となり、密度０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ
硬度４４°，平均セル径１２０μｍであり、Ｌ／Ｌ環境
下で画像不良が発生した。
【００３０】
【表３】
【００３１】〔実施例１〕
比較例２の配合系にアサヒサーマルＦＴ級を増量し５．
０部添加した場合、表４となり、密度０．５６ｇ／c
m3 ，アスカーＣ硬度４５°，平均セル径１５０μｍで
あり全環境で良好な画像が得られた。
０部添加した場合、表４となり、密度０．５６ｇ／c
m3 ，アスカーＣ硬度４５°，平均セル径１５０μｍで
あり全環境で良好な画像が得られた。
【００３２】
【表４】
【００３３】〔比較例３〕参考例
１の配合系にイオン伝導物質として上述のＫＳ−
５５５を０．２５部添加した場合は、表５に示すように
なり、この場合はＬ／Ｌ条件下での画像は良好であった
が、Ｈ／Ｈ条件下での画像は不良となった。このローラ
は密度０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬度４４°，セル
径１２０μｍである。
５５５を０．２５部添加した場合は、表５に示すように
なり、この場合はＬ／Ｌ条件下での画像は良好であった
が、Ｈ／Ｈ条件下での画像は不良となった。このローラ
は密度０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬度４４°，セル
径１２０μｍである。
【００３４】
【表５】
【００３５】〔参考例２〕参考例
１におけるアサヒサーマルＦＴ級を１０部添加
し、密度０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬度４６°，セ
ル径１８０μｍのローラを得た。比較例１と同様の評価
を行ったところ抵抗値は表６となり、全ての環境下で良
好な画像を得た。
し、密度０．５６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬度４６°，セ
ル径１８０μｍのローラを得た。比較例１と同様の評価
を行ったところ抵抗値は表６となり、全ての環境下で良
好な画像を得た。
【００３６】
【表６】
【００３７】〔実施例２〕参考例２
において、ＫＳ−５５５を０．０５部添加し、
イオン伝導機構と電子伝導機構とを併用し、密度０．５
６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬度４６°，セル径１８０μｍ
のローラを得た。比較例１と同様の評価を行ったところ
抵抗値は表７となり、全ての環境下で良好な画像を得
た。
イオン伝導機構と電子伝導機構とを併用し、密度０．５
６ｇ／cm3 ，アスカーＣ硬度４６°，セル径１８０μｍ
のローラを得た。比較例１と同様の評価を行ったところ
抵抗値は表７となり、全ての環境下で良好な画像を得
た。
【００３８】
【表７】
【００３９】〔比較例４〕参考例
１におけるアサヒサーマルＦＴ級の添加部数を２
０部とし、密度０．５６ｇ／cm3 のローラを作成したと
ころ、原料粘度上昇によりフォームのセルが安定せず、
セル径２００μｍ〜８００μｍ、アスカーＣ硬度４４〜
４８°とバラツキが大きくなった。平均セル径は６００
μｍであった。比較例１と同様の評価を行ったところ、
抵抗値は表８となり、画像は全ての環境で、セル径の荒
れに起因すると思われるムラが生じた。
０部とし、密度０．５６ｇ／cm3 のローラを作成したと
ころ、原料粘度上昇によりフォームのセルが安定せず、
セル径２００μｍ〜８００μｍ、アスカーＣ硬度４４〜
４８°とバラツキが大きくなった。平均セル径は６００
μｍであった。比較例１と同様の評価を行ったところ、
抵抗値は表８となり、画像は全ての環境で、セル径の荒
れに起因すると思われるムラが生じた。
【００４４】
【表８】
【００４１】〔比較例５〕
比較例４において、密度０．８８ｇ／cm3 としてローラ
を作成したところ、セル荒れは解消し、セル径１５０μ
ｍ、アスカーＣ硬度７０°のローラが得られた。比較例
１と同様の評価を行ったところ、抵抗値は表９となり、
画像は、点や線の印字において、ぬけが発生した。
を作成したところ、セル荒れは解消し、セル径１５０μ
ｍ、アスカーＣ硬度７０°のローラが得られた。比較例
１と同様の評価を行ったところ、抵抗値は表９となり、
画像は、点や線の印字において、ぬけが発生した。
【００４２】
【表９】
【００４３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電源容量を大きくすることなく、定電流制御機構で
使用されるに適し、全ての環境条件で安定した性能を有
するポリウレタンフォームからなる導電性ローラを得る
ことができる。
ば、電源容量を大きくすることなく、定電流制御機構で
使用されるに適し、全ての環境条件で安定した性能を有
するポリウレタンフォームからなる導電性ローラを得る
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】導電性ローラの斜視図。
【図２】抵抗値の測定方法を示す図。
１ 導電性ローラ
２ 発泡体
３ シャフト
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｇ０３Ｇ 21/10 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２
(56)参考文献 特開 平４−138213（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−11636（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−158877（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−35298（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G03G 15/12 101
G03G 15/16 103
G03G 21/10
F16C 13/00
Claims (4)
- 【請求項１】 温度２５℃，相対湿度５０％ＲＨの常温
常湿時における５００Ｖ印加時の抵抗が１×１０3 Ω〜
１０12Ωである転写ローラにおいて、 前記転写ローラのローラ素材が、整泡剤の存在下でポリ
ヒドロキシル化合物とポリイソシアネート化合物とを反
応させてなり、かつ電子伝導機構による導電性付与物質
及びイオン伝導機構による導電性付与物質を添加してな
る、アスカーＣ硬度６５°以下かつ平均セル径５００μ
ｍ以下のウレタンフォームであるとともに、 温度３５℃、相対湿度８５％ＲＨ（以下Ｈ／Ｈ環境とよ
ぶ）、温度２５℃，相対湿度５０％ＲＨ（以下Ｎ／Ｎ環
境とよぶ）、温度１０℃、相対湿度１５％ＲＨ（以下Ｌ
／Ｌ環境とよぶ）の各環境下で各々５００Ｖと２０００
Ｖの電圧負荷条件でローラ抵抗値を測定した時に、負荷
電圧によるローラ抵抗変化率Ｋが Ｋ＝（５００Ｖ電圧負荷時のローラ抵抗）／（２０００
Ｖ電圧負荷時のローラ抵抗）、 （Ｈ／Ｈ環境でのＫ）≦（Ｎ／Ｎ環境でのＫ）＜（Ｌ／
Ｌ環境でのＫ）、 であることを特徴とする電子写真機構で使用される転写
ローラ。 - 【請求項２】 Ｈ／Ｈ環境における、負荷電圧によるロ
ーラ抵抗変化率Ｋが、０．９≦ＫHH＜２であることを特
徴とする請求項１に記載の転写ローラ。 - 【請求項３】 Ｌ／Ｌ環境における、負荷電圧によるロ
ーラ抵抗変化率Ｋが、２≦ＫLL＜２０であることを特徴
とする請求項１又は２に記載の転写ローラ。 - 【請求項４】 定電流制御された電子写真機構で使用さ
れることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記
載の転写ローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12690794A JP3526322B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-05-17 | 電子写真機構で使用される導電性ローラ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-140012 | 1993-05-19 | ||
| JP14001293 | 1993-05-19 | ||
| JP12690794A JP3526322B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-05-17 | 電子写真機構で使用される導電性ローラ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000309701A Division JP2001173640A (ja) | 1993-05-19 | 2000-10-10 | 導電性ローラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0798549A JPH0798549A (ja) | 1995-04-11 |
| JP3526322B2 true JP3526322B2 (ja) | 2004-05-10 |
Family
ID=26462993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12690794A Expired - Fee Related JP3526322B2 (ja) | 1993-05-19 | 1994-05-17 | 電子写真機構で使用される導電性ローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3526322B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5623330A (en) * | 1995-04-14 | 1997-04-22 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus |
| US6836636B2 (en) * | 2000-08-25 | 2004-12-28 | Bridgestone Corporation | Transfer roller and image-forming apparatus |
| JP5041142B2 (ja) * | 2007-05-11 | 2012-10-03 | 株式会社ブリヂストン | 導電性ローラ及び導電性ローラの製造方法 |
| WO2008143012A1 (ja) * | 2007-05-11 | 2008-11-27 | Bridgestone Corporation | 導電性ローラ及び導電性ローラの製造方法 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP12690794A patent/JP3526322B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0798549A (ja) | 1995-04-11 |
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