JPH0850421A

JPH0850421A - 転写装置及び現像装置

Info

Publication number: JPH0850421A
Application number: JP20601394A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Nakajima; 正中島; Mitsuharu Takagi; 光治高木; Hiroshi Kaneda; 博金田; Takahiro Kawagoe; 隆博川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1994-08-08
Filing date: 1994-08-08
Publication date: 1996-02-20

Abstract

(57)【要約】【構成】高分子物質を基材としこれに電荷移動錯体を
形成し得る電子受容物質を添加してなるバイアス電圧を
印加し得る半導電性高分子部材を構成要素として含む転
写部材又は現像部材と、定電圧転写装置用電源又は定電
圧現像装置用電源とを具備することを特徴とする転写装
置又は現像装置。【効果】本発明の帯電装置を画像形成装置に利用すれ
ば、好適な画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置の転写装
置及び現像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
電子写真技術の進歩に伴い、電子写真プロセスで利用す
る半導電性部材に対する要求が高まっており、とりわけ
現像又は転写等のプロセスに利用される弾性ローラが注
目されている。このような用途に用いられる半導電性部
材は、所定の電気抵抗値であるのみならず、電気抵抗の
位置ばらつきが少なく、電気抵抗の印加電圧依存性が少
なく、低温低湿時と高温高湿時の電気抵抗の変動幅が少
なく、かつ連続して通電した際の電気抵抗の変動幅が少
ないことが必要である。

【０００３】従来、このような用途に用いられる半導電
性部材としては、高分子エラストマーや高分子フォーム
等の高分子物質に金属や金属酸化物の粉末、ウイスカー
を混入したり、カーボンブラック等のフィラーを混入す
ることにより、所定の抵抗値に調整した高分子部材が用
いられているが、この種の高分子部材は、電気抵抗の位
置ばらつきが大きく、電気抵抗の測定電圧依存性が大き
いという問題点があった。

【０００４】また、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリ
ウム、過塩素酸カルシウムの如き無機イオン物質及び／
又はラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステ
アリルトリメチルアンモニウムクロライド、オクタデシ
ル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、ドデシル
・トリメチル・アンモニウム・クロライド、ヘキサデシ
ル・トリメチル・アンモニウム・クロライド、変性脂肪
族・ジメチル・エチルアンモニウム・エトサルフェート
の如き陽イオン性界面活性剤、ラウリルベタイン、ステ
アリルベタイン、ジメチル・アルキルラウリルベタイン
の如き両性イオン界面活性剤、過塩素酸テトラエチルア
ンモニウム、過塩素酸テトラブチルアンモニウム、ほう
ふっ化テトラブチルアンモニウムなどの４級アンモニウ
ム塩の如き有機イオン物質よりなる導電剤及び／又は親
水性のポリエーテルやポリエステルの如き帯電防止剤を
高分子エラストマーや高分子フォーム等の高分子物質に
混入して、所定の抵抗値に調整した高分子部材も知られ
ているが、この種の高分子部材は低温低湿時と高温高湿
時の電気抵抗の変動幅が大きいという問題点があった。

【０００５】従って、本発明は、かかる従来の半導電性
高分子部材の欠点を解決し、上述した諸特性を兼備した
半導電性高分子部材と該部材に適した電源とを具備する
転写装置及び現像装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明者らは、
上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、ポリウ
レタンを代表する高分子エラストマーや高分子フォーム
等の高分子物質に対し、電荷移動錯体を形成し得る電子
受容物質を添加することにより、電気抵抗が温度１５〜
３２．５℃、相対湿度１０〜８５％において測定電圧１
０〜５０００Ｖの範囲で体積抵抗１×１０⁵Ω・ｃｍ以
上１×１０¹⁰Ω・ｃｍ以下であり、かつ電気抵抗の位置
ばらつきが少なく、しかも低温低湿時と高温高湿時の電
気抵抗の変動幅が少ない半導電性高分子部材が初めて得
られることを知見し、この半導電性高分子部材が転写ロ
ール、現像ロール等の転写部材、現像部材として有効で
あること、またこれら部材を駆動する電源として、定電
圧電源装置が有効であることを知見し、本発明をなすに
至った。

【０００７】従って、本発明は、高分子物質を基材とし
これに電荷移動錯体を形成し得る電子受容物質を添加し
てなるバイアス電圧を印加し得る半導電性高分子部材を
構成要素として含む転写部材又は現像部材と、定電圧転
写装置用電源又は定電圧現像装置用電源とを具備するこ
とを特徴とする転写装置又は現像装置を提供する。

【０００８】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明に係る半導電性高分子部材は、高分子物質に導電
性付与剤を添加混合してなるものであり、その電気抵抗
が温度１５〜３２．５℃、相対湿度１０〜８５％におい
て、測定電圧１０〜５０００Ｖの範囲で体積抵抗１×１
０⁵〜１×１０¹⁰Ω・ｃｍ、好ましくは２×１０⁷〜５×
１０⁹Ω・ｃｍであり、上記電気抵抗の位置ばらつきが
±２０％以下、好ましくは±１０％以下であり、かつ低
温低湿時（１５℃、１０％）の電気抵抗が高温高湿時
（３２．５℃、８５％）の電気抵抗の５０倍以内、好ま
しくは４０倍以内であるものである。

【０００９】ここで、高分子物質としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリウレタン等の樹脂、天然ゴ
ム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、イソプ
レンゴム、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ等の合成ゴムなどが挙げら
れ、またこれらのフォームも使用することができ、特に
本発明は高分子フォームやエラストマーが好適に用いら
れ、中でもウレタンフォーム、ウレタンエラストマーが
好ましい。

【００１０】なお、高分子フォームを得る場合の発泡方
法に制限はないが、ゴム系部材では発泡剤により発泡す
る方法、ウレタン系部材では発泡剤による方法や機械的
な撹拌により気泡を混入する方法が好ましく用いられ
る。ゴム系部材の製造方法に制限はないが、ゴム材料を
導電性付与剤、硫黄や過酸化物等の架橋剤、カーボンブ
ラック等の補強剤、老化防止剤、架橋反応促進剤などと
共に混合した後、加熱硬化させる方法が好ましく用いら
れる。ウレタン系部材の製造方法にも制限はないが、ポ
リエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリ
ブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、グ
リセリンにポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオ
キサイドを付加重合したポリオール、エチレングリコー
ル、プロパンジオール、ブタンジオール等の鎖延長剤と
トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ジフェニルメタ
ンジイソシアネート（ＭＤＩ）、粗製ジフェニルメタン
ジイソシアネート（クルードＭＤＩ）やウレトンイミン
変性ジフェニルメタンジイソシアネート等の液状ＭＤ
Ｉ、イソホロンジイソシアネート等の硬化剤を上記導電
性付与剤、カーボンブラック等の補強剤、架橋反応触媒
などと共に混合した後、加熱硬化させる方法が好ましく
用いられる。

【００１１】本発明の半導電性高分子部材は、上記高分
子物質を基材とし、これに導電性付与剤を添加するもの
であるが、本発明においては、導電性付与剤として電荷
移動錯体を形成し得る電子受容物質が好適であり、この
電荷移動錯体を形成し得る電子受容物質を添加すること
により、本発明の目的が効果的に達成される。

【００１２】ここで、電荷移動錯体を形成し得る電子受
容物質としては、テトラシアノエチレン、テトラシアノ
キノジメタン、ベンゾキノン、クロルアニル、アントラ
キノン、アントラセン、ジクロロジシアノベンゾキノ
ン、フェロセン、フタロシアニンなどが挙げられ、ま
た、基材である高分子物質との相溶性を向上させる等の
目的でこれら化合物の誘導体も好適に用いられ、その１
種を単独で又は２種以上を組み合せて用いることができ
る。これらの中では、テトラシアノキノジメタン、テト
ラシアノエチレンが好ましい。また、上記電荷移動錯体
を形成し得る電子受容物質をテトラチアフルバレン、リ
チウム等の電子供与物質と錯体を形成した形で使用して
もよい。

【００１３】上記電荷移動錯体を形成し得る電子受容物
質の添加量は、上記高分子物質１００重量部に対して
０．００１〜２０重量部、望ましくは０．０１〜１重量
部とすることが、本発明の目的を達成する上から好まし
い。

【００１４】なお、上記電荷移動錯体を形成し得る電子
受容物質に加え、本発明の効果を損なわない範囲で、カ
ーボンブラックや金属粉、金属酸化物等の公知の導電性
フィラーを併用しても良く、過塩素酸リチウムの如き無
機イオン物質や４級アンモニウム塩の如き有機イオン物
質からなるイオン性導電剤、陽イオン性界面活性剤、負
イオン性界面活性剤、各種ベタインの如き両性イオン界
面活性剤、親水性のポリエーテルやポリエステル等の非
イオン性帯電防止剤を併用しても良い。また、ウレタン
系部材ではポリオール成分を予めイソシアネートにより
プレポリマー化しておくことも好ましい。

【００１５】また、本発明の半導電性高分子部材は、そ
の電気抵抗の変動が印加電圧に対して安定であり、好ま
しくは２倍以下、より好ましくは１．２倍以下であるこ
とが挙げられる。すなわち、カーボンブラックや金属
粉、金属酸化物等のフィラーにより導電性を付与した高
分子部材は電気抵抗が印加電圧に対して変動し、例えば
印加電圧１０Ｖの場合の電気抵抗が印加電圧５０００Ｖ
における電気抵抗の５倍もの値を示すが、本発明の半導
電性高分子部材の電気抵抗の測定電圧依存性は、測定電
圧１０Ｖにおける電気抵抗が、測定電圧５０００Ｖにお
ける電気抵抗の２倍以下である。

【００１６】本発明の転写装置、現像装置に用いる転写
部材、現像部材は上記半導電性高分子部材を用いて形成
され、これら転写部材、現像部材に用いる形状に制限は
ないが、通常芯金を中央に配設したローラ形状にして用
いられる。

【００１７】本発明の転写装置及び現像装置は、従来よ
り用いられている無機イオン導電剤により半導電性を付
与した部材を用いて作製された転写装置及び現像装置と
比較して高温高湿時と低温低湿時の電気抵抗の変動が少
なく、環境条件にかかわらず良好な画像が得られるの
で、定電圧電源を用いるものである。この場合の電圧範
囲の一例を示すと、１〜５０００Ｖ、好ましくは１０〜
２０００Ｖとすることができる。

【００１８】更に、本発明の転写装置及び現像装置に
は、非転写時及び現像時に少なくとも一定時間、転写時
及び現像時の積算電流量の６０％以上、好ましくは８０
％以上の積算電流量を補償し得る逆極性電圧を印加する
電源が好ましく用いられる。即ち、本発明に用いる半導
電性部材は連続通電により導電性キャリアーである電荷
移動錯体を形成し得る電子受容体が分極して電気抵抗が
徐々に増大するので、脱分極電圧を印加して抵抗上昇を
抑制することが好ましい。

【００１９】本発明の上記転写装置及び現像装置の電源
は直流電源を前提としているが、この電源に正弦波、鋸
歯状波、矩形波等の交流を重畳することも好ましく、直
流電源の代替として高周波パルスにより擬似直流電源と
することも好ましい。

【００２０】本発明の転写装置及び現像装置の電流容量
の好ましい範囲は、電流１ｍＡ以下、好ましくは５００
μＡ以下である。

【００２１】

【実施例】以下、実施例、比較例を示して本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるもの
ではない。なお、下記例で湿度は相対湿度である。

【００２２】〔実施例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１００重量部、１，４−
ブタンジオール６．５６重量部、トリレンジイソシアネ
ート２２重量部、シリコーン系界面活性剤２重量部、ジ
ブチルチンジラウレート０．０１重量部、テトラシアノ
キノジメタン０．０３重量部をミキサーで混合し、その
混合物で直径６ｍｍの金属製シャフトを中心に被覆した
直径１６．５ｍｍで長さ２１５ｍｍのウレタンフォーム
転写ローラを作製した。

【００２３】次いで、上記転写ローラを厚さ２ｍｍの銅
板の上に載せ、ローラの両端を各々５００ｇの力で圧接
しながら芯金と銅板の間の電気抵抗を９０°ずつ回転し
ながら４回測定した。測定時の温度、湿度は各々１５
℃、１０％であった。電気抵抗は４回の平均値で印加電
圧が１０００Ｖの時４．１×１０⁸Ω、４０００Ｖの時
３．９×１０⁸Ωであった。電気抵抗の位置ばらつきは
平均値に対して±５％の範囲内であった。また測定時の
温度、湿度が各々３２．５℃、８５％では、印加電圧１
０００Ｖで電気抵抗は４回の平均値で３．２×１０⁷Ω
であった。

【００２４】更に上記転写ローラを図１に示す画像形成
装置に組み込んだ。ここで、図１において、１は感光
体、２は帯電ローラ、３は現像ローラ、４は転写ロー
ラ、５は転写材（普通紙）であり、上記感光体１がレー
ザービーム露光６される。この場合、転写ローラ４に接
続される電源は、＋２００Ｖ定電圧となるように設定し
た。温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境でグレース
ケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好
な画像が得られた。更に温度、湿度が各々３２．５℃、
８５％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を
印刷させたところ、良好な画像が得られた。

【００２５】〔比較例１〕配合する導電剤をテトラシア
ノキノジメタン０．０３重量部に代えて過塩素酸ナトリ
ウム（ＮａＣｌＯ₄、分子量１２２．５）の３３％ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル溶液０．０４重量
部とした以外は実施例１と同様に実験を行った。測定時
の温度、湿度が各々１５℃、１０％で、電気抵抗は４回
の平均値として印加電圧が１０００Ｖの時９．５×１０
⁸Ω、４０００Ｖの時９．５×１０⁸Ωであった。電気抵
抗の位置ばらつきは平均値に対して±５％の範囲内であ
った。また、測定時の温度、湿度が各々３２．５℃、８
５％では、印加電圧１０００Ｖで電気抵抗は４回の平均
値で２．５×１０⁶Ωであった。実施例と比較して、本
比較例のウレタンフォームは、低温低湿時と高温高湿時
の電気抵抗の変動が大きい。

【００２６】実施例１と同様にして温度、湿度が各々２
５℃、５８％の環境でグレースケール、黒ベタ、白ベタ
画像を印刷させたところ、良好な画像が得られた。しか
し、温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境では良好な
画像は得られなかった。

【００２７】〔比較例２〕配合する導電剤をテトラシア
ノキノジメタン０．０３重量部に代えてアセチレンブラ
ック１．５重量部とした以外は実施例１と同様に実験を
行った。測定時の温度、湿度は各々１５℃、１０％で、
電気抵抗は４回の平均値として印加電圧が１０００Ｖの
時１．３×１０⁸Ω、４０００Ｖの時３．５×１０⁷Ωで
あった。電気抵抗の位置ばらつきは平均値に対して±５
０％以上であった。また、測定時の温度、湿度が各々３
２．５℃、８５％では、印加電圧１０００Ｖで電気抵抗
は４回の平均値で４．５×１０⁸Ωであった。温度、湿
度が各々２５℃、２５％の環境でグレースケール、黒ベ
タ、白ベタ画像を印刷させたところ、グレースケールで
は良好な画像が得られなかった。これは抵抗の位置ばら
つきが大きいためであると考えられる。

【００２８】〔実施例２〕非転写時に−１１００Ｖの電
圧を転写電流を印加している時間の１／６の時間だけ印
加した以外は実施例１と同様に実験を行った。温度、湿
度が各々３２．５℃、８５％の環境でも、温度、湿度が
各々１５℃、１０％の環境でも良好な画像が得られた。

【００２９】次いで、上記条件でＡ４用紙で各々５００
０枚のグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷した
が、温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境でも、
温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境でも５０００枚
の印刷後に良好な画像であった。

【００３０】〔実施例３〕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１００重量部、１，４−
ブタンジオール６．５６重量部、トリレンジイソシアネ
ート２２重量部、ジブチルチンジラウレート０．０１重
量部、テトラシアノエチレン０．０１重量部を真空中で
ミキサーにより混合し、その混合物で直径６ｍｍの金属
製シャフトを中心に被覆した直径２０ｍｍで長さ２２２
ｍｍのウレタンエラストマー現像ローラを作製した。

【００３１】次いで、上記現像ローラを図１の画像形成
装置に組み込んだ。現像ローラ３に接続される電源は、
−４００Ｖの定電圧となるように設定した。温度、湿度
が各々１５℃、１０％の環境でグレースケール、黒ベ
タ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得ら
れた。更に温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境
でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたと
ころ、良好な画像が得られた。

【００３２】〔実施例４〕非現像時（紙送りの間）に＋
１２００Ｖの電圧を現像時間の１／３の時間だけ印加し
た以外は実施例３と同様に実験を行った。温度、湿度が
各々３２．５℃、８５％の環境でも、温度、湿度が各々
１５℃、１０％の環境でも良好な画像が得られた。

【００３３】次いで、上記条件でＡ４用紙で各々５００
０枚のグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷した
が、温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境でも、
温度、湿度が各々１５℃、１０％の環境でも５０００枚
の印刷後に良好な画像であった。

【００３４】〔実施例５〕水酸基含有量０．８４ｍｅｑ
／ｇ，分子量２８５０のポリイソプレンポリオール５０
重量部、水酸基価５５．１，分子量２０００のポリテト
ラメチレングリコール５０重量部、ＮＣＯ％が３１．７
％の粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルード
ＭＤＩ）１５．７５重量部、ＦＴカーボン０．１重量
部、ジブチルチンジラウレート０．００１重量部、０．
１重量部のジクロロジシアノベンゾキノンをジエチレン
グリコールモノメチルエーテルに溶解させた溶液２重量
部をミキサーで混合し、その混合物で直径６ｍｍの金属
製シャフトを中心に被覆した直径２０ｍｍで長さ２２２
ｍｍのウレタンエラストマー現像ローラを作製した。

【００３５】次いで、上記現像ローラを図１の画像形成
装置に組み込んだ。現像ローラ３に接続される電源は、
−４００Ｖの定電圧となるように設定した。温度、湿度
が各々１５℃、１０％の環境でグレースケール、黒ベ
タ、白ベタ画像を印刷させたところ、良好な画像が得ら
れた。更に温度、湿度が各々３２．５℃、８５％の環境
でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたと
ころ、良好な画像が得られた。

【００３６】

【発明の効果】本発明の転写装置や現像装置を画像形成
装置に利用すれば、好適な画像が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例、比較例の転写ローラ又は現像ローラを
組み込んだ画像形成装置の一例を示す概略図である。

【符号の説明】

１感光体２帯電ローラ３現像ローラ４転写ローラ５転写材６レーザービーム

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高分子物質を基材としこれに電荷移動錯
体を形成し得る電子受容物質を添加してなるバイアス電
圧を印加し得る半導電性高分子部材を構成要素として含
む転写部材と、定電圧転写装置用電源とを具備すること
を特徴とする転写装置。
【請求項２】転写装置用電源が、非転写時に少なくと
も一定時間、転写時の積算電流量の６０％以上の積算電
流量を補償し得る逆極性電圧を印加することを特徴とす
る請求項１記載の転写装置。
【請求項３】高分子物質を基材としこれに電荷移動錯
体を形成し得る電子受容物質を添加してなるバイアス電
圧を印加し得る半導電性高分子部材を構成要素として含
む現像部材と、定電圧現像装置用電源とを具備すること
を特徴とする現像装置。
【請求項４】現像装置用電源が、非転写時に少なくと
も一定時間、現像時の積算電流量の６０％以上の積算電
流量を補償し得る逆極性電圧を印加することを特徴とす
る請求項３記載の現像装置。