JPH06200921A - 半導電性ロール - Google Patents

半導電性ロール

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JPH06200921A
JPH06200921A JP137393A JP137393A JPH06200921A JP H06200921 A JPH06200921 A JP H06200921A JP 137393 A JP137393 A JP 137393A JP 137393 A JP137393 A JP 137393A JP H06200921 A JPH06200921 A JP H06200921A
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JP
Japan
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roll
conductive
semiconductive
elastic body
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP137393A
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English (en)
Inventor
Shigeru Tsutsui
滋 筒井
Takeshi Yanobe
剛 弥延
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hokushin Industries Corp
Hokushin Industry Co Ltd
Original Assignee
Hokushin Industries Corp
Hokushin Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 イオン導電化剤を含有する半導電性弾性体層
を少なくとも有する半導電性ロールであって、芯金表面
に錆が発生されず、ロールの寿命が長くしかも性能の低
下のない半導電性ロールを提供することにある。 【構成】 少なくとも芯金とイオン導電化剤を含有する
導電性ポリウレタン弾性体層とから構成される半導電性
ロールにおいて、該芯金表面に導電性接着剤層を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機あるい
は電子写真式プリンターなどの画像形成装置にて用いら
れる半導電性ロールに関し、とくに導電性ポリウレタン
弾性体層内の導電化剤として、いわゆるイオン導電化剤
を用いた半導電性ロールに関するものである。
【0002】
【従来の技術およびその問題点】電子写真複写機あるい
は電子写真式プリンターなどの画像形成装置において
は、例えば、帯電ロール、現像ロール、転写ロール、ク
リーニングロール、給紙ロール等の搬送ロール等多くの
ロールが使用されている。それらのロールは、通常芯金
シャフトと該シャフト表面に形成された弾性体層とから
構成されている。また、帯電ロール、現像ロール、転写
ロールあるいはクリーニングロールなど、その機能によ
っては、該弾性体層が半導電性に調整されているロール
も用いられる。これらの半導電性ロールは、ロールによ
って異なるものであるが、おおよそ1X105 ないし1X109
Ω程度の範囲内の電気抵抗値を有する。
【0003】前記半導電性弾性体層は、通常高分子弾性
体と導電化剤との混合物から構成されている。そして、
該導電化剤として従来から各種帯電防止剤あるいは高誘
電性の液体等を用いることが試みられているが、それら
の導電化剤を配合して得られた半導電性弾性体層は、電
気抵抗値が不安定であるばかりでなく、導電化剤の滲み
出しによる表面汚染が問題となるなど、解決しなければ
ならない問題点が数多く残っている。
【0004】また、前記導電化剤として、カーボンブラ
ックあるいは金属粒子を用いた場合には、電気抵抗値を
前記範囲内に設定しようとすると、電気抵抗値のバラツ
キが大きくなり、実用的ではない。この点は電気抵抗値
を高く設定しようとすると、一層顕著となってくる。
【0005】それらの問題点を解消した新たな導電化剤
の提案がなされている。たとえば、特開昭63−189876号
公報あるいは特開平2 −198470号公報には、アルカリ金
属塩あるいは過塩素酸塩を導電化剤として使用する技術
が開示されている。これらの導電化剤、なかでも過塩素
酸リチウムは導電性のバラツキが少なく、安定した電気
抵抗値をもたらすうえに、導電化剤の滲み出しによる汚
染の問題が回避できるなどの優れた性質を有するもので
ある。
【0006】ところが、本出願人は該導電化剤、特に過
塩素酸リチウムが含まれる半導電性弾性体層を有する各
種のロールを製造している間に、次のような問題点を見
出した。すなわち、過塩素酸リチウムを含有するロール
は寿命が比較的短く、性能低下が比較的早いので、一定
時間経過した後には該ロールを新規なものに取り替えな
ければならないという、経済上の不都合さである。
【0007】本発明者らは、前記ロールの寿命が短い理
由について、調査研究した結果、その主な理由は、ロー
ルの芯金表面に錆が発生することによるとの知見を得
た。そして、さらに研究を重ねた結果、芯金表面に接着
剤層を設けることにより錆の発生を防止することができ
ること、および該接着剤層が厚いほど錆の発生の防止に
は有効であるいう知見を得た。ところが、芯金表面に厚
い接着剤層を設けると、ロール全体の電気特性が低下
し、半導電性ロールの性能が低下するという欠点が生じ
てしまうことも明らかになった。
【0008】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、上記問題点が
解消された新たな半導電性ロールを提供することにあ
る。すなわち、芯金表面に錆が発生されず、ロールの寿
命が長くしかも性能の低下のない半導電性ロールを提供
することにある。
【0009】
【問題点を解決するための手段】本発明は、前記目的を
達成すべくなされたものであり、前記半導電性ロールの
芯金の表面に導電性接着剤層を設けることを特徴とする
ものである。すなわち、本発明によれば、芯金とイオン
導電化剤を含有する導電性ポリウレタン弾性体層とから
少なくとも構成される半導電性ロールにおいて、該芯金
表面に導電性接着剤層が設けられていることを特徴とす
る半導電性ロールが提供される。
【0010】
【発明の具体的な説明】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明の好適な半導電性ロールの一例を示す図1お
よび図2において、本発明の半導電性ロールは、芯金シ
ャフト(1)と該表面に形成された導電性接着剤層
(3)と、半導電性弾性体層(2)とから構成される。
なお、必要に応じて、導電性接着剤と半導電性弾性体層
の間に異なる層(図示せず)を設けておいてもよいし、
半導電性弾性体層の表面にさらに層(図示せず)を形成
させておいてもよい。
【0011】前記導電性接着剤層を芯金表面に形成させ
ることが、本発明の重要な特徴である。該導電性接着剤
は、通常接着剤中に導電化剤を配合させることによって
調製される。その接着剤としては、芯金表面および前記
ポリウレタン弾性体層と強く接着されるものであれば、
なんら制限されるものではないが、特に、エポキシ系接
着剤、フェノール樹脂系接着剤あるいはポリウレタン系
接着剤を使用することが好ましい。
【0012】この導電性接着剤層に配合される導電化剤
は、公知のものであれば利用可能であるが、カーボンブ
ラックや金属粒子などが好ましく、特に導電性カーボン
ブラックが好ましい。該導電化剤を接着剤に配合する量
は0.1ないし5重量部、特に0.3ないし2.5重量
部であることが好ましい。この化合物の配合量が前記範
囲をはずれると、望ましい電気抵抗値を有するロールを
得ることができない。この導電性接着剤の厚みは、10
ないし80μm、特に20ないし50μmが好適であ
る。この接着剤層が薄いと芯金表面に錆が発生し易くな
るという不都合がある。
【0013】前記半導電性弾性体は、通常ポリウレタン
弾性体と導電化剤とからなる。本発明においては、該導
電化剤としてイオン導電化剤を用いることも一つの特徴
である。該イオン導電化剤としては、とくに制限される
ものではないが、例えば過ハロゲン酸素酸塩、とくに過
塩素酸リチウムが好適である。この化合物をポリウレタ
ンに配合する量は0.1ないし3重量部、とくに0.3
ないし1.5重量部であることが好ましい。この化合物
の配合量が0.1重量部未満では望ましい電気抵抗値を
有するロールを得ることができず、また、配合量が3重
量部以上では、ゴム強度が低下するなどの不都合があ
る。
【0014】前記ポリウレタンゴムの調製はポリエーテ
ルポリオ−ルあるいはポリエステルポリオール等のポリ
オールとポリイソシアネートとを常用の配合剤の存在下
にて反応させることにより行われる。そのポリエーテル
ポリオ−ルとしては、ポリエチレングリコール、ポリプ
ロピレングリコール、ポリプロピレングリコール−エチ
レングリコールあるいはそれらのブレンドなどとして知
られているポリアルキレングリコール、ポリテトラメチ
レンエーテルグリコール、テトラヒドロフランとアルキ
レンオキサイドとの共重合ポリオール、それらの各種変
性体あるいはそれらのブレンドなどが例示できる。
【0015】前記ポリエステルポリオールとしては、ア
ジピン酸等のジカルボン酸とエチレングリコールなどの
ポリオールとの縮合により得られる縮合系ポエステルポ
リオール、ラクトン系ポリエステルポリオール、ポリカ
ーボネートポリオールあるいはそれらのブレンド等が挙
げられる。
【0016】前記ポリイソシアネートは、ポリウレタン
弾性体調製に際して常用されるものであればどのような
ものでもよい。
【0017】前記常用の配合剤としては、たとえば、発
泡剤、整泡剤、鎖延長剤、架橋剤、顔料、難燃化剤など
が挙げられる。具体的には、フロン、塩化メチレン、
水、シリコーン系整泡剤、グリコール類、ヘキサントリ
オールやトリメチロールプロパンなどのポリオール類、
アミン類等が例示される。
【0018】本発明の半導電性ロールとしては、導電性
接着剤の表面に独立気泡のポリウレタンスポンジからな
る半導電層が形成されたものが特に好ましい。このポリ
ウレタンスポンジ層は、前記ポリウレタン調製用混合物
に発泡剤を予め混入させておくことが好適である。その
発泡剤の配合量は、0.1 ないし10.0重量%、特に0.3 な
いし2.0 重量%とすることが好ましい。
【0019】本発明の半導電性ロールは、公知の成形方
法を使用して製造することができる。通常、芯金表面に
導電性接着剤層を設け、次いで、導電性接着剤層の表面
に、公知の成形方法を適用して、半導電性弾性体層を形
成させ、半導電性ロールを得ることができる。芯金表面
に接着剤層を形成させる方法は、例えば、導電性接着剤
液内に芯金を浸漬する方法、前記接着剤液を刷毛塗りす
る方法あるいはスプレー塗布する方法などが挙げられ
る。
【0020】かくして製造された本発明の半導電性ロー
ルは、表面硬度が40ないし65(Asker C)、20ない
し40°(JIS A) であり、電気抵抗値が1X106 ないし
1X10 8 Ωの値を有するものである。また、低温低湿度(5
℃で25%) から高温高湿度(30 ℃で80%) までのあらゆ
る環境において体積抵抗値が1X106 ないし1X108 Ωの範
囲内に設定されることが好ましい。
【0021】
【発明の効果】本発明の半導電性ロールは、導電化剤と
していわゆるイオン導電化剤を用いているのにもかかわ
らず、ロールの芯金表面の錆の発生も見られないもので
あり、しかも、電気抵抗値等、ロールの各種の物性値も
良好に保持されるという特徴を有するのである。また、
本発明の半導電性ロールは優れた性能を保持できるとい
う利点もあり、例えば帯電ロール、転写ロール、現像ロ
ール、クリーニングロールなど電子写真複写機あるいは
電子写真式プリンター等の画像形成装置に使用される各
種のロールとして利用することができる。
【0022】
【実施例】以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明するが、本発明はこの実施例に限られるものでな
いことはいうまでもない。
【0023】実施例1ないし2 接着剤(CRISVON 4216:DIC 社製)100 重量部に、メチ
ルエチルケトン500 重量部とケッチェンブラック3 重量
部を加え、十分攪拌し、導電性接着剤液を得た。この導
電性接着剤液を芯金表面に刷毛塗りし、芯金表面に所定
厚みを有する導電性接着剤層を形成させた。ポリエステ
ルポリオール(サンエスターNo.22 :三洋化成社製)10
0 重量部に、過塩素酸リチウム0.2 重量部、水0.3 重量
部、シリコーン系整泡剤(SH-190)1.0 重量部、トリメ
チロールプロパン0.5 重量部を加え、攪拌させた後、40
℃に温調し、ついでポリイソシアネート(PAPI-135:三
菱化成ダウ社製)を35重量部添加・攪拌し、混合物を得
た。この混合物を、あらかじめシャフト(φ:6mm 、
l:240mm )が配置されている120 ℃に予熱された金型
に注入し、120 ℃にて45分間加熱し、両端部を除くシャ
フト表面に、半導電性ポリウレタン弾性体層が形成され
たロールを得た。このロールの物性値を表1に示した。
このロールを、50℃、90%RHにて所定日数放置した後
に、芯金表面の錆の発生の程度を調べた。測定結果を表
2に示した。
【0024】比較例1 導電性接着剤を使用しない以外は、実施例1と同様な操
作を行い、半導電性ポリウレタン弾性体層が形成された
ロールを得た。このロールの物性値を表1に示した。こ
のロールを、実施例1と同様な条件にて所定日数放置し
た後に、芯金表面の錆の発生の程度を調べた。測定結果
を表2に示した。
【0025】比較例2ないし3 導電性接着剤を使用せず、市販の接着剤(CRISVON 421
6:DIC 社製)を用いる以外は、実施例1ないし2と同
様な操作を行い、半導電性ポリウレタン弾性体層が形成
されたロールを得た。このロールの物性値を表1に示し
た。このロールを、実施例1と同様な条件にて所定日数
放置した後に、芯金表面の錆の発生の程度を調べた。測
定結果を表2に示した。
【0026】
【0027】 *錆の発生状態の欄の「A」は錆の発生が全く見られな
いことを示し、「B」は、芯金表面の全てにわたって錆
が発生していることを示す。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導電性ロールの長手方向の断面図で
ある。
【図2】本発明の半導電性ロールの長手方向と垂直な断
面図である。
【符号の説明】
1 芯金シャフト 2 半導電性弾性体層 3 導電性接着剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03G 15/16 103 21/00 112

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芯金とイオン導電化剤を含有する導電性
    ポリウレタン弾性体層とから少なくとも構成される半導
    電性ロールにおいて、該芯金表面に導電性接着剤層が設
    けられていることを特徴とする半導電性ロール。
  2. 【請求項2】 該導電性ポリウレタン弾性体が導電性ポ
    リウレタンスポンジである請求項1記載の半導電性ロー
    ル。
  3. 【請求項3】 該導電性接着剤層の厚みが20ないし5
    0μmである請求項1または2記載の半導電性ロール。
JP137393A 1993-01-07 1993-01-07 半導電性ロール Pending JPH06200921A (ja)

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JP137393A JPH06200921A (ja) 1993-01-07 1993-01-07 半導電性ロール

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0844148A (ja) * 1994-08-03 1996-02-16 Bridgestone Corp 帯電装置
JP2000007990A (ja) * 1998-06-26 2000-01-11 Hokushin Ind Inc 誘電部品
KR100427301B1 (ko) * 2001-08-30 2004-04-14 광주과학기술원 전기탈이온 공정을 위한 이온전도성 폴리우레탄스페이서의 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0844148A (ja) * 1994-08-03 1996-02-16 Bridgestone Corp 帯電装置
JP2000007990A (ja) * 1998-06-26 2000-01-11 Hokushin Ind Inc 誘電部品
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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010327