JPH0635298A

JPH0635298A - 中抵抗ロール

Info

Publication number: JPH0635298A
Application number: JP19504792A
Authority: JP
Inventors: Chiaki Kawashima; 千秋河島; Shigeru Tsutsui; 滋筒井
Original assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Current assignee: Hokushin Industries Corp; Hokushin Industry Co Ltd
Priority date: 1992-07-22
Filing date: 1992-07-22
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2016-07-03
Also published as: JP3181988B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】電気抵抗値の変化やバラツキがなく、しかも
電気抵抗値の環境依存性のない中抵抗ロールを得る。【構成】芯金１１表面に存在するウレタン弾性体層１
２に、アルカリ金属塩とそれ以外の導電性粒子との少な
くとも２種類の粒子を添加配合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機やプリ
ンターなどの機器に使用される中抵抗ロールに関するも
のであり、とくに、アルカリ金属塩と該アルカリ金属塩
以外の導電性粒子とを含むポリウレタン弾性体層を備え
た中抵抗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】電子写真法あるいは静
電記録法での帯電工程あるいは転写工程では、従来コロ
ナ放電法を採用していたが、コロナ放電法を採用する
と、高圧電源を必要とすることや有害なオゾンを発生す
ること等の問題があった。そこで、コロナ放電法の代替
案として、接触帯電法が注目されている。

【０００３】接触帯電法を用いた電子写真複写機は、例
えば図２のような構成をとる。すなわち、感光体表面
に、帯電ロール（１）、現像ロール（２）、転写ロール
（３）、クリーニングロール（４）を配置する。このよ
うな電子写真複写機によって、次のように複写を行う。
感光体は矢印のように回転される。一方、感光体と同方
向あるいは逆方向に回転する帯電ロールは、感光体表面
と接触しながら、感光体表面を一様に帯電させる。露光
ユニット（図示せず）により、露光され、原稿の情報に
対応した静電潜像が感光体表面上に形成される。次い
で、現像ロールにより、潜像上に現像剤が付着し、転写
ロールにより、感光体表面に付着する現像剤が記録紙に
転写される。この記録紙は定着装置（５）を通過し、記
録紙上の現像剤が定着される。感光体表面に残留する現
像剤はクリーニングロールにより除去される。

【０００４】上記電子写真複写機には、帯電ロール、現
像ロール、転写ロール等の多数の導電性ロールが用いら
れているが、そのロールの外側を構成する導電性層に
は、ポリウレタンゴムの持つ優れた特性、すなわち、耐
摩耗性、耐圧縮歪み性などに優れ、しかも感光体表面へ
の汚染性が低いなどの特性を有するポリウレタンゴムが
多用されているところである。しかしながら、ポリウレ
タンゴムの体積抵抗率は１０¹⁰Ωｃｍ以上であるため、
良好な画像を得るためにはポリウレタンゴムの体積抵抗
率が１０⁶ ないし１０ ⁸ Ωｃｍの範囲となるように調整
する必要がある。

【０００５】例えば、特開昭64−73365 号公報には、ロ
ールの外側に体積抵抗率が１０⁴ Ωｃｍないし１０⁸ Ω
ｃｍの中抵抗層を設けた帯電ロールが開示されており、
該抵抗層として、弾性ゴムにカーボンブラック等の導電
性粒子を配合したものを利用する技術が開示されてい
る。カーボンブラック等の導電性粒子を使用した中抵抗
層を有するロールは、所望の導電性を有するロールを得
ることができる等何かと有利であるが、ロールの電気抵
抗値の変動あるいはバラツキが大きく、安定した電気抵
抗値を有するロールを得ることが困難であった。

【０００６】そこで、例えば、特開平2 −198470号公報
に開示されているように、アルカリ金属塩をカーボンブ
ラックの代わりとして弾性体に配合させてみると、確か
にロールの電気抵抗値のバラツキの点は解消されたもの
の、今度はロールの置かれている環境の変化によって、
電気抵抗値の変化が著しくなることを、本発明者らが見
出した。前記のように、環境の変化によって特性が変動
するということは、画像形成装置の使用場所に応じてア
ルカリ金属塩の配合量を変化させる必要があるうえ、画
像形成装置の使用場所が限定され、どのような場所でも
使用できるということが不可能であり、何かと不都合で
あった。

【０００７】

【発明の目的】そこで、ロールの使用環境の変動に耐え
られ、しかも電気抵抗値のバラツキのないロールを得る
技術の提案が望まれていた。本発明者らは、前記従来か
らの欠点が解消されたロールを得るべく鋭意研究した結
果、ついに本発明に到達したものである。すなわち、本
発明の目的は、使用環境の変動にもかかわらず、電気抵
抗値の変化が少なく、しかも電気抵抗値のバラツキが小
さいロールを提供することにある。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本発明では、ロールの
抵抗層にポリウレタン弾性体を使用し、そのポリウレタ
ン弾性体にアルカリ金属塩と該アルカリ金属塩以外の導
電性粒子とを併用することに本発明の技術的特徴を有す
るものである。つまり、アルカリ金属塩を有するポリウ
レタン弾性体に導電性粒子を添加すると、驚くべきこと
には、アルカリ金属塩の欠点であった、環境による電気
抵抗値の変動が全く見られないという事実が判明された
のである。この現象は、導電性粒子を少量添加するだけ
でもよいことが見出されたのである。

【０００９】すなわち、本発明は、芯金表面に、ポリウ
レタン弾性体層が形成されている中抵抗ロールにおい
て、該ポリウレタン弾性体はアルカリ金属塩と該アルカ
リ金属以外の導電性の粒子とを含んでいることを特徴と
する中抵抗ロールを提供することにある。

【００１０】

【発明の具体的な説明】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明の中抵抗ロールの代表例である帯電ロールを
中心として、以下、本発明を説明する。本発明の中抵抗
ロールの一例としての帯電ロールは、例えば図１に示さ
れているように、芯金シャフト（１１）表面に、ポリウ
レタン弾性体層（１２）が形成されている。その弾性体
層の表面は、樹脂皮膜が形成されていてもよく、あるい
は表面処理液によって処理されていてもよい。

【００１１】本発明のポリウレタン弾性体は、ポリオー
ルとポリイソシアネートから調製される公知のものから
構成される。前記ポリオールとしては、ポリエステルポ
リオールやポリエーテルポリオールが例示できる。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挙げ
られる。

【００１２】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。

【００１３】前記ポリイソシアネートは、自体公知のポ
リウレタン調製に際して常用されるものであればどのよ
うなものでもよいのであるが、例えば、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ナフ
タレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、
パラフェニレンジイソシアネ−ト、イソホロンジイソシ
アネート、それらのプレポリマ−または変性物、あるい
はそれらのブレンドなどが挙げられる。

【００１４】これらのポリウレタン弾性体は、公知の添
加剤の共存下に調製することができる。前記添加剤とし
ては、たとえば鎖延長剤、架橋剤などが挙げられる。具
体的には、グリコール類、ヘキサントリオール、トリメ
チロールプロパン、アミン類が例示される。

【００１５】前記アルカリ金属塩としては、ナトリウム
塩、カリウム塩、リチウム塩等が使用できるが、とくに
リチウム塩が好適である。具体的には、ハロゲン酸素酸
塩、過ハロゲン酸素酸塩、チオシアン酸塩、リン酸塩等
が例示されるが、特に過ハロゲン塩素酸素酸塩が好まし
く、さらに過塩素酸リチウムが好ましい。

【００１６】前記アルカリ金属塩の添加量はポリウレタ
ン弾性体100 重量部に対して0.001ないし3.0 重量部で
あるが、特に0.05ないし1.0 重量部が好ましい。

【００１７】前記アルカリ金属塩以外の導電性の粒子と
しては、カーボンブラック、炭素質繊維、銅粒子、銀粒
子、ニッケル粒子等が挙げられるが、導電性カーボンブ
ラックが好んで用いられる。

【００１８】前記導電性粒子の添加量は、用いる粒子に
より異なるのであるが、導電性カーボンブラックの場
合、通常ポリウレタン弾性体100 重量部に対して0.05な
いし5.0 重量部が好ましく、特に0.5 ないし2.0 重量部
が好ましい。該導電性粒子の添加量が上記範囲を越える
と、得られる中抵抗層の電気抵抗値にバラツキが大きく
なり、画質の良い複写物を得ることができないばかりで
なく、ポリウレタン生成原料の粘度が上昇し過ぎて成形
性も悪くなるという欠点がある。

【００１９】これらの２種類の添加剤を、ポリウレタン
生成原料内に配合し、十分に混練後、常法によりロール
を製造することができる。前記添加剤以外に、公知の他
の配合剤を添加することができる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、中抵抗のロールであっ
て、電気抵抗値のバラツキがなく、ロールの環境依存性
も解消され、しかも、成形性のよい、優れたロールを得
ることができた。とくに、本発明の帯電ロールは、感光
体表面等を一様に帯電させることができるので、帯電量
のバラツキに基づく画像の濃淡などがみられなくなり、
安定した質の良い画像が得られることを可能としたので
ある。

【００２１】

【実施例】以下、比較例と実施例を挙げて、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。

【００２２】実施例１ポリエステルポリオール（クラポールＰ−2010：クラレ
社製）100 重量部に、過塩素酸リチウムを0.05重量部お
よびケッチェンブラックＥＣ（ライオン油脂）を２重量
部添加・攪拌し溶解させた後、100 ℃に温調し、ついで
コロネートＨＸ（日本ポリウレタン社製）40重量部を添
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：８mm、ｌ：270mm ）が配置されている12
0 ℃に予熱された金型に注入し、120 ℃にて60分間加熱
し、両端部を除くシャフト表面に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。このロールの硬度は
41°（ＪＩＳＡ）であり、ロール抵抗値は2 ×１０⁸
Ωであった。ロールの測定結果を表１に示す。

【００２３】実施例２導電性粒子として、過塩素酸リチウムを0.05重量部およ
びケッチェンブラックＥＣ（ライオン油脂）０．５重量
部を添加する以外は実施例１と同様にして導電性ポリウ
レタン弾性体層が形成されたロールを得た。このロール
の硬度は40°（ＪＩＳＡ）であり、ロール抵抗値は2
×１０⁸ Ωであった。ロールの測定結果を表１に示す。

【００２４】比較例１導電性粒子として、過塩素酸リチウムを0.05重量部添加
する以外は実施例１と同様にして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。このロールの硬度は
40°（ＪＩＳＡ）であり、ロール抵抗値は3 ×１０⁸
Ωであった。ロールの測定結果を表１に示す。

【００２５】比較例２過塩素酸リチウムの代わりにケッチェンブラックＥＣ
（ライオン油脂）３．５重量部を添加する以外は比較例
１と同様にして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。このロールの硬度は42°（ＪＩＳ
Ａ）であり、ロール抵抗値は1 ×１０⁸ Ωであった。ロ
ールの測定結果を表１に示す。

【００２６】

【００２７】＊環境による電気抵抗値の変化は、以下の
方法により測定した。すなわち、ステンレス板の上に、
所望の温度及び湿度下に放置した帯電ロールを載せた。
ついで、ロールに荷重をかけて該ステンレス板と帯電ロ
ールとを密着させ、ステンレス板の一方と帯電ロールの
芯金の一方とを電源を介して接続した。測定された電流
値から、帯電ロールの電気抵抗値を知った。異なる温度
と湿度に放置された帯電ロールの電気抵抗値を知り、環
境による電気抵抗値の変化を求めた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の中抵抗ロールの代表例の帯電ロールの
断面図。

【図２】接触帯電法を用いた電子写真複写機の要部の概
略断面図。

【符号の説明】

１．帯電ロール２．現像ロール３．転写ロール４．クリーニングロール５．感光体１１．芯金シャフト１２．ポリウレタン弾性体層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】芯金表面に、ポリウレタン弾性体層が形
成されている中抵抗ロールにおいて、該ポリウレタン弾
性体がアルカリ金属塩と該アルカリ金属塩以外の導電性
の粒子とを含んでいることを特徴とする中抵抗ロール。
【請求項２】該アルカリ金属塩と導電性粒子がそれぞ
れリチウム塩とカーボンブラックである請求項１記載の
中抵抗ロール。