JPS63189876A - 中抵抗ウレタンゴム現像ロ−ル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は非磁性一成分トナーを用いる中抵抗ウレタンゴ
ム現像ロールに関する。

〔従来技術〕

一般に、非磁性一成分トナーの現像方式としては、第１
図に示されるように所謂現像ロール２上にトナー補給ロ
ール３からトナーを補給し、このトナーをトナー薄層化
ブレード４により現像ロール２の表面上に薄層化トナー
５を形成し、この薄層化トナー５を感光体１に圧接して
現像されたトナー６を得る接触現像法が知られている。

このような現像方式における現像ロール２の要求特性と
して特に１０’−１０”９国の中抵抗およびゴム硬度３
０〜４０度以下であることが必要である。

従来、現像ロール２の心金７を被覆する被覆層８の部材
としては有極性ゴムのＮＢＲ、アクリルゴム、クロロプ
レンゴム等が用いられてきたが、低硬度化に難があり、
一般的にとられる可塑剤やサブ（軟化剤兼加工助剤）の
混入はロール表面への浸み出しや弾性回復性等で問題が
あり、例えばロール表面にトナーが強固に付着して表面
性が変化し、トナー帯電性や電気抵抗が変動したり、感
光体やブレード、ロール等のトナー薄層化部材などの当
接部所の変形によるトナー薄層むらが生じ、画像にも黒
筋となってでてしまうなどの不都合が生じていた。

また、上記手段をとらずに低硬度化が可能なシリコーン
ゴムなどは、高抵抗であるがために金属やカーボンブラ
ックなどの低抵抗粒子を分散させる方法が用いられるが
、成型後の粒子分散性のバラツキに起因する部所による
抵抗のバラツキが存在するため、これを現像ロールとし
て使用した場合、画像濃度や地汚れなどの画像品質のバ
ラツキが生じるものであった。

〔目　　的〕

本発明の目的は上記した如き問題点を解消し、低硬度、
中抵抗の被覆層を有する現像ロールを提供することにあ
る。

〔構　　成〕

すなわち本発明は非磁性一成分トナーの現像ロールにお
いて、被覆層がアルカリ金属塩を含有させたウレタンゴ
ムコンパウンドを硬化させたものであることを特徴とす
るものである。

通常、ウレタンゴムは各種合成ゴムのなかでも、低硬度
性、耐摩耗性、耐圧縮歪み性などが優れ、強力なゴム状
弾性体であることが知られており、第１図に示すような
接触現像用装置に用いられる現像ロール被覆層として強
度および硬度の面からみると最適のものと考えられてい
た。しかし、このウレタンゴムの体積抵抗はたかだか１
０”　Ｑ　ｃｒｒ程度であるために、これをそのまま被
覆層とした場合には画像濃度が不足し、またそれを解消
するためにカーボンブラックなどを分散すると、抵抗の
バラツキや高硬度化といった不都合が生じるものであっ
た。しかるに。

本発明者らはウレタンゴムコンパウンドにアルカリ金属
塩を含有、成型することでゴム硬度や強度とはほぼ独立
に低抵抗化でき、しかも部所による抵抗のバラツキがほ
とんどない被覆層をもった現像ロールが得られることを
知見した。

本発明はこのような知見に基づくものである。

本発明において、ウレタンゴムコンパウンドに添加する
アルカリ金属塩は解離エネルギが小さく、キャリアーイ
オンの半径が小さい程、添加による抵抗低下の効果は大
きく、特にリチウム、ナトリウム、カリウムの塩が好ま
しく、最も好ましくはリチウムの塩である。これらのア
ルカリ金属塩はポリエステル、ポリエーテルなどのウレ
タンゴムの基本ポリマーに完全に溶解する塩であれ、ば
特に限定されないが、ハロゲン酸素酸塩、過ハロゲン酸
素酸塩、四ハロゲン化ホウ素酸塩、チオシアン酸塩、リ
ン酸塩などが好ましく、最も好ましくは過ハロゲン酸素
酸塩であり、以上のことから、過塩素酸リチウム（Ｌｉ
ＣＱ　０４）が添加化合物として最も好ましい。

これらアルカリ金属塩の添加量はウレタンゴムコンパウ
ンド１００重量部に対して１０重量部以下とすることが
好ましい、１０重量部を超えると抵抗低下の効果がほと
んどなくなるとともに透明性や強度、成型性などが失わ
れていく。

以下に具体例に基づいて本発明を説明する。

（１）液状ウレタンゴム ポリエステル（ＯＤＸ−１０６、大日本インキ化学）　
　　　　１００ｐｈｒイソシアネート（ミリオネートＭ
Ｔ、日本ポリウレタン）ｌｌｐｈｒ過塩素酸リチウム（
関東化学）　　　　　　０．０．５．１．３．５ｐｈｒ
ポリエステルを減圧下、１２０℃で３０分間脱水した後
、上記の量の過塩素酸リチウム（１００ｍｅｓｈｕｎｄ
ｅｒ、室温２４時間乾燥）を加え攪拌する。溶液が透明
になった後に秤量し、イソシアネートをさらに加え、２
ＩＩＷＩ厚のシート用金型にこれを注入し、１００℃、
３時間の条件で硬化させる。

硬化後のシートは室温、３０％湿度の環境下で２４時間
放置した。

その後、シートは直流抵抗計（４３２９Ａ　ＨｉｇｈＲ
ｅｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｍｅｔｅｒ、　Ｙｏｋｏｇａｖａ
−Ｈｅｖｌｅｆｔ　Ｐａｃｋａｒｄ）で体積抵抗を測定
した。その結果を第２図の丸印で示す、また、硬度など
のゴム諸物性を所定の方法で測定した。その結果を第１
表に示す。

第１表 硬度　　　　　２３　　２１　　２０　　２０（ショア
ーＡ） １００％モジュラス　　４．５　　４．０　３，８　３
．７（Ｋｇ／　ａｄ　） 引裂強度　　　　　　４　　４　４　３（Ｋｇ／国） 伸び　　　　　　　２２０　　２２０　２４０　　２４
０（％） 圧縮永久歪み　　　０．８．　０．８　０゜９１．０（
７０℃、２２ｈｒ、％） （２）ミラブルウレタンゴム ミラセンＥ　−３４（Ｔ　Ｓ　Ｅ社）１００重量部ステ
アリン酸亜鉛　　　　　　０．５重量部ジクミルパーオ
キサイド　　　　５重量部過塩素酸リチウム　　０，０
．０５，１，３，５重量部これらを２本ロールにて混練
した後、−晩熟酸させ、　１５０℃、１０分間の条件で
２閤厚のシートをプレス成型した。その後、前記（１）
の場合と同様の方法で体積抵抗を測定した。その結果を
第２図の三角印で示す。

第２図に示した各シートの体積抵抗の測定結果より、ア
ルカリ金属塩の添加量の増加とともに液状タイプ、ミラ
ブルタイプの別なく抵抗低下の傾向が顕著に認められる
。

また、第１表の結果より、アルカリ金属塩の添加量が変
化しても強度があまり変化していないことがわかる。

これらの結果は過塩素酸リチウム以外のアルカリ金属塩
においてもほぼ同様の結果が得られることを本発明者ら
は確認している。

これらのことから、通常の粒子分散法などと比較すると
、ゴム強度をほとんど変えずに体積抵抗のみを独立にコ
ントロールすることができるのは大きな特長点であると
いえる。

このような被覆材を現像ロールに使用する場合、ロール
構成上は基本的には第３図（ａ）に示すように円筒状の
ＡＱ等の芯金７上に厚さ１ｍ〜２０ｍｍ程度に被覆層８
として成型すればよく、これを第１図に示す如き接触現
像用装置等に組み込むようにする。また、現像ロール２
の表面特性（トナー離型性、滑性、対トナー帯電性等）
をさらに改善するために、第３図（ｂ）に示されるよう
に１例えばフッ素系、シリコーン系やウレタン系等の材
料により厚さ１０μｍ〜１００μｍ程度のコーティング
層９を設けることも可能である。この場合、特に金属等
の低抵抗粒子１０を分散させたコーティング層９とする
と（第３図（Ｃ））、これが現像電極として作用し、さ
らなる画質改善にとって有効である。

なお、水波ｍＭ部材は現像用のロールのみに限らず、現
像用のベルト、転写用ロール、ベルト等電気的特性が幅
広く対応できるということで各種用途に応用可能である
ことは勿論である。

かくして、本発明のようにウレタンゴムにアルカリ金属
塩を添加含有せしめることにより、抵抗が低下するよう
になる。この抵抗低下の理由は明確ではないが、次の如
き理由によるものと思われる。すなわち、アルカリ金属
塩が電解質として作用し、キャリアーイオンと対イオン
とに解離する。例えば、過塩素酸リチウムではキャリア
ーイオンとしてＬｉ″とその対イオンであるＣＱ０４″
′に解離する。このようなキャリアーイオンはエーテル
、エステルなどの極性基と弱い相互作用をもち、通電時
の電場エネルギーによりホッピング移動していくものと
考えられる。

次に実施例を示す。

実施例 具体例で述べた液状ウレタンコンパウンド１００重量部
に同様の過塩素酸リチウム０．５重量部を添加し、全く
同様の成型方法で２０φ、被覆層肉厚６ｍの本発明に係
る現像ロールを作製した。

なお、比較のため、過塩素酸リチウムの代わりにカーボ
ンブラック（ケッチェレブラックＥＣ）３．２重量部を
添加した以外は同様の方法で比較現像ロールを作製した
。

これら現像ロールの軸方向の体積抵抗を測定した。その
結果を第４図に示す。この第４図中。

丸印は本発明に係る現像ロールを、また三角印は比較現
像ロールの結果を示す。これらの結果より１本発明に係
る現像ロールは比較現像ロールに比べて体積抵抗のバラ
ツキが非常に少ないことが明らかである。

次に、上記のようにして得られた本発明に係る現像ロー
ルを第１図に示した現像装置に装着し、下記のトナーを
用い、毎分８枚のコピー速度をもつ複写機により画像特
性を試験した。

トナー 組成：スチレン−アクリル樹脂　　１００重量部カーボ
ン　　　　　　　　　１０重量部ニグロシン染料　　　
　　　　２重量部粒径：９μｍ 試験の結果２画像部度、地汚れ等の問題がなく良好な画
像特性を示し、また体積抵抗のバラツキに伴う画像部所
の違いによる画像特性のバラツキも全くみられなかった
。

〔効　　果〕

以上のような本発明によれば、被覆層としてアルカリ金
属を含有させたウレタンゴムコンパウンドを硬化させた
ものとすることにより、ゴム硬度３０度以下といった非
常に低硬度でかつロール部所による体積抵抗のバラツキ
がほとんどなく、画像特性のバラツキもない現像ロール
が得られるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は接触現像装置の概略説明図である。 第２図は本発明具体例におけるアルカリ金属塩の添加量
と体積抵抗との関係図である。 第３図は本発明に係る現像ロールの表面の各態様を示す
概略断面説明図である。 第４図は実施例の本発明に係る現像ロールと比較ロール
とにおけるロール端面からの距離と体積抵抗との関係図
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、非磁性一成分トナーの現像ロールにおいて、被覆層
   がアルカリ金属塩を含有させたウレタンゴムコンパウン
   ドを硬化させたものであることを特徴とする中抵抗ウレ
   タンゴム現像ロール。