JP4042755B2 - Developing roll - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真複写機、プリンター等の電子写真装置に用いられる現像ロールに関するものである。 The present invention relates to a developing roll used in an electrophotographic apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer.
従来より、電子写真複写機に用いられる現像ロールとしては、軸体の外周面にベースゴム層が形成され、その外周面に中間層(例えば、軟化剤移行防止層や抵抗調整層)が形成され、さらにその外周面に表層が形成された構造のものが用いられている。上記表層用材料としては、例えば、ポリカーボネート系,エーテル系のウレタン樹脂や、アクリル樹脂等の塗料用バインダーが主成分として用いられ、この溶剤溶液中に、導電性付与のため、導電性カーボンブラック(電子導電剤)を分散させたものが用いられている(特許文献1および2参照)。
ところで、近年、電子写真複写機等における消費電力の抑制や高速印刷等を目的とし、その印刷に用いられるトナーの低融点化が進められている。しかしながら、このような低融点トナーは、現像ロールや、他の規制部材の押圧による摩擦熱で融解しやすく、特に、現像ロールの外周面には、上記融解したトナーおよびその外添剤が付着しやすい。その原因としては、次の(1)〜(3)のような理由が考えられる。すなわち、(1)従来の現像ロールの最外層は、伸び特性に劣るため、トナーや接触部材(規制部材)とのストレスを緩和できず、その結果トナー融解を引き起こしやすい、(2)表層中の導電性カーボンブラックの分散状況が、局所的に凝集した状態となりやすいため、ロール表面の電気抵抗のばらつきが大きくなり、その凝集個所を起点としてトナーの付着が起こりやすくなる、(3)電圧印加終了後の現像ロール上に残った残留電荷によりトナー掻き取り性が悪化し、その結果トナー堆積が生じる、といった理由である。 By the way, in recent years, for the purpose of suppressing power consumption and high-speed printing in an electrophotographic copying machine or the like, a toner having a low melting point has been promoted. However, such a low-melting-point toner is easily melted by frictional heat generated by pressing of the developing roll and other regulating members. In particular, the melted toner and its external additive adhere to the outer peripheral surface of the developing roll. Cheap. As the cause, the following reasons (1) to (3) can be considered. That is, (1) the outermost layer of the conventional developing roll is inferior in elongation characteristics, so stress on the toner and contact member (regulating member) cannot be relieved, and as a result, toner melting is likely to occur. (2) In the surface layer The dispersion state of the conductive carbon black tends to be in a locally aggregated state, resulting in large variations in the electrical resistance of the roll surface, and toner adhesion is likely to occur starting from the aggregation point. (3) End of voltage application This is because the toner scraping property deteriorates due to the residual charge remaining on the later developing roll, resulting in toner accumulation.
そして、このように、現像ロールの外周面に、融解したトナー等が付着(フィルミング)すると、ロールの表面粗度が上昇し、その結果、トナー搬送量の増加や、表面変質によるトナー帯電性の低下が生じ、画像不具合(かぶり、がさつき等)を招くという問題が生じる。 As described above, when melted toner or the like adheres to the outer peripheral surface of the developing roll (filming), the surface roughness of the roll increases, and as a result, the toner conveyance amount increases and the toner chargeability due to surface alteration is increased. This causes a problem that image degradation (fogging, roughness, etc.) is caused.
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、低融点トナーに対する耐トナー付着性に優れ、良好な画像を得ることができる現像ロールの提供をその目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a developing roll that is excellent in toner adhesion resistance to a low melting point toner and can obtain a good image.
上記の目的を達成するため、本発明の現像ロールは、軸体と、その外周に形成されるベースゴム層と、上記ベースゴム層の外周に直接もしくは他の層を介して形成される表層とを備えた現像ロールであって、上記表層が、下記の(A)〜(C)成分を含有し電子導電剤不含の樹脂組成物によって形成されているという構成をとる。
(A)官能基を2個以上有する、平均分子量(Mn)が650〜3000の範囲のポリエーテル系ポリオール。
(B)ジイソシアネート。
(C)芳香族系2官能鎖延長剤。
In order to achieve the above object, the developing roll of the present invention comprises a shaft, a base rubber layer formed on the outer periphery thereof, and a surface layer formed on the outer periphery of the base rubber layer directly or via another layer. The surface layer is formed of a resin composition that contains the following components (A) to (C) and does not contain an electronic conductive agent.
(A) A polyether polyol having an average molecular weight (Mn) in the range of 650 to 3000 having two or more functional groups.
(B) Diisocyanate.
(C) Aromatic bifunctional chain extender.
すなわち、本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意研究を重ねた。その研究の過程で、現像ロールにおける表層を中心に更なる研究を重ねた結果、特定分子量のポリエーテル系ポリオールと、ジイソシアネートと、芳香族系の2官能鎖延長剤とを含有し、かつ電子導電剤不含とする樹脂組成物によって、上記表層を形成することを想起した。これにより、表層の伸び特性が大となり、トナーや接触部材によるストレスを緩和することができ、また、電気応答性にも優れるようになるため、電圧印加終了後の現像ロール上のトナー掻き取り性も良好となる実験結果が得られた。さらに、上記表層は、電子導電剤不含であり、その分子レベルの抵抗も均一であるため、電気抵抗のばらつきによるトナーの堆積が少なく、しかも、圧縮永久歪みが少ないことから、他部材との押圧による画像不具合を抑制でき、その結果、所期の目的が達成できることを見いだし、本発明に到達した。 That is, the present inventors have intensively studied to solve the above problems. In the course of the research, as a result of further research focusing on the surface layer of the developing roll, it contains a polyether polyol of a specific molecular weight, a diisocyanate, and an aromatic bifunctional chain extender, and has electronic conductivity. It was recalled that the surface layer was formed with a resin composition free from the agent. As a result, the elongation property of the surface layer becomes large, the stress caused by the toner and the contact member can be relieved, and the electrical responsiveness is also improved, so that the toner scraping property on the developing roll after the voltage application is completed. The experimental results were also good. Furthermore, since the surface layer does not contain an electronic conductive agent and its molecular level resistance is uniform, toner accumulation due to variations in electrical resistance is small, and further, since compression set is small, It has been found that image defects due to pressing can be suppressed, and as a result, the intended purpose can be achieved, and the present invention has been achieved.
以上のように、本発明の現像ロールは、その表層が、特定分子量のポリエーテル系ポリオールと、ジイソシアネートと、芳香族系の2官能鎖延長剤とを含有し、かつ電子導電剤不含とする樹脂組成物によって形成されている。そのため、本発明の現像ロールは、低融点トナーに対する耐トナー付着性に優れるようになる。また、ロール表面の耐久性にも優れるようになるため、へたりも生じなくなる。そして、本発明の現像ロールをフルカラーLBP(レーザービームプリンター)やフルカラーMFP(マルチファンクションプリンター)等の電子写真装置に組み込むことにより、長期にわたり、画像不具合(かぶり、がさつき等)のない良好な複写画像を得ることができるようになる。 As described above, the surface layer of the developing roll of the present invention contains a polyether-based polyol having a specific molecular weight, a diisocyanate, and an aromatic bifunctional chain extender and does not contain an electronic conductive agent. It is formed by the resin composition. Therefore, the developing roll of the present invention has excellent toner adhesion resistance to low melting point toner. Further, since the durability of the roll surface is also improved, no settling occurs. By incorporating the developing roll of the present invention into an electrophotographic apparatus such as a full-color LBP (laser beam printer) or a full-color MFP (multifunction printer), good copying without image defects (fogging, roughness, etc.) over a long period of time An image can be obtained.
特に、上記表層材料中にイオン導電剤を含有すると、電気抵抗のばらつきによるトナーの堆積を生じず、ロール表面の電気抵抗を所望の値に設定することができる。 In particular, when the surface layer material contains an ionic conductive agent, toner accumulation due to variations in electrical resistance does not occur, and the electrical resistance of the roll surface can be set to a desired value.
また、上記表層の形成材料である樹脂組成物に、特定範囲内の平均粒径を有する表面粗さ形成用粒子が分散されていると、トナー帯電性およびトナー搬送性において、より優れるようになる。 Further, when surface roughness forming particles having an average particle diameter within a specific range are dispersed in the resin composition as the surface layer forming material, the toner chargeability and toner transportability are further improved. .
つぎに、本発明の実施の形態について説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described.
本発明の現像ロールは、例えば、図1に示すように、軸体11の外周面に沿ってベースゴム層12が形成され、その外周面に表層13が形成されて、構成されている。そして、本発明の現像ロールでは、上記表層13が、特定の樹脂組成物によって形成されていることが最大の特徴である。
For example, as shown in FIG. 1, the developing roll of the present invention has a
上記軸体11としては、特に限定されるものではなく、例えば、図示のような中実体以外にも、中空円筒体からなる芯金であってもよい。そして、その形成材料についても、特に限定されず、例えば、アルミニウム、ステンレス等の金属材料等があげられる。なお、必要に応じ、軸体11上に接着剤、プライマー等を塗布してもよい。また、接着剤、プライマー等には、必要に応じて導電化を行ってもよい。
The
上記軸体11の外周面に形成されるベースゴム層12は、例えばエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、シリコーンゴム、ポリウレタン系エラストマー等によって形成される。なかでも、低硬度で、へたりが少ないという点から、導電性シリコーンゴムを用いることが好ましい。なお、この材料には、導電剤やシリコーンオイル等の各種の添加剤が適宜に配合される。導電剤としては、カーボンブラック、グラファイト、チタン酸カリウム、酸化鉄、c−TiO2 、c−ZnO、c−SnO2 (ここで「c−」は導電性を有するという意味)等の各種のものがあげられる。また、シリコーンオイルとしては、ジメチルシリコーンオイル等の各種のものがあげられる。
The
上記ベースゴム層12の外周面に形成される表層13の形成材料としては、特定の樹脂組成物、すなわち、下記の(A)〜(C)成分を含有し、かつ、電子導電剤(導電性カーボンブラック等)が不含の樹脂組成物が用いられる。
(A)官能基を2個以上有する、平均分子量(Mn)が650〜3000の範囲のポリエーテル系ポリオール。
(B)ジイソシアネート。
(C)芳香族系2官能鎖延長剤。
The material for forming the
(A) A polyether polyol having an average molecular weight (Mn) in the range of 650 to 3000 having two or more functional groups.
(B) Diisocyanate.
(C) Aromatic bifunctional chain extender.
上記(A)成分のポリオールは、上記のように、その平均分子量(Mn)が650〜3000の範囲のものを用いる必要がある。好ましくは、その平均分子量(Mn)が1000〜2000の範囲内である。すなわち、上記ポリオールの平均分子量(Mn)が650未満であると、ポリマー中のソフトセグメント比率が低くなり、高抵抗となり、所望の電気抵抗値を達成できないからであり、逆に、上記ポリオールの平均分子量(Mn)が3000を超えると、ポリマー中のソフトセグメント比率が多くなり過ぎ、機械的物性が損なわれるからである。また、上記(A)成分のポリオールは、官能基を2個以上有し、かつ、その主鎖にエーテル構造を持つ、ポリエーテル系ポリオールである必要がある。このようなポリオールとしては、具体的には、ポリオキシテトラメチレングリコール(PTMG),ポリエチレングリコール(PEG),ポリオキシプロピレングリコール(PPG)等のポリエーテル系ポリオールがあげられる。 As described above, the polyol of the component (A) must have an average molecular weight (Mn) in the range of 650 to 3000. Preferably, the average molecular weight (Mn) is in the range of 1000 to 2000. That is, if the average molecular weight (Mn) of the polyol is less than 650, the soft segment ratio in the polymer becomes low, the resistance becomes high, and a desired electric resistance value cannot be achieved. This is because if the molecular weight (Mn) exceeds 3000, the soft segment ratio in the polymer is excessively increased and the mechanical properties are impaired. Further, the polyol of the component (A) needs to be a polyether-based polyol having two or more functional groups and having an ether structure in the main chain. Specific examples of such polyols include polyether polyols such as polyoxytetramethylene glycol (PTMG), polyethylene glycol (PEG), and polyoxypropylene glycol (PPG).
上記(A)成分のポリオールとともに用いられるジイソシアネート〔(B)成分〕としては、特に限定されるものではなく、例えば、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、2,4−トリレンジイソシアネート(2,4−TDI)、2,6−トリレンジイソシアネート(2,6−TDI)、3,3′−ビトリレン−4,4′−ジイソシアネート、3,3′−ジメチルジフェニルメタン−4,4′−ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートウレチジンジオン(2,4−TDIの二量体)、1,5−ナフチレンジイソシアネート、メタフェニレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、4,4′−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(水添MDI)、カルボジイミド変性MDI、オルトトルイジンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート、リジンジイソシアネートメチルエステル等があげられる。そして、これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。 The diisocyanate [(B) component] used together with the polyol of the component (A) is not particularly limited, and examples thereof include 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), 2,4-tolylene diisocyanate (2 , 4-TDI), 2,6-tolylene diisocyanate (2,6-TDI), 3,3′-vitrylene-4,4′-diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate uretidine dione (a dimer of 2,4-TDI), 1,5-naphthylene diisocyanate, metaphenylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate ( Hydrogenated MDI), Carbo Imide-modified MDI, ortho-toluidine diisocyanate, xylene diisocyanate, paraphenylene diisocyanate, lysine diisocyanate methyl ester, and the like. And these are used individually or in combination of 2 or more types.
上記ジイソシアネート〔(B)成分〕の配合量は、上記(A)のポリオール成分100重量部(以下「部」と略す)に対し、5〜200部の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは15〜100部である。 The blending amount of the diisocyanate [component (B)] is preferably set in the range of 5 to 200 parts with respect to 100 parts by weight (hereinafter abbreviated as “part”) of the polyol component (A). Especially preferably, it is 15-100 parts.
上記(A)および(B)成分とともに用いられる芳香族系2官能鎖延長剤〔(C)成分〕としては、メチレンビス(2−メチル−6エチルアニリン)、2,2′,3,3′−テトラクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、3,3′−ジクロロ−4,4′−ジアミノジフェニルメタン、トリメチレン−ビス(4−アミノベンゾエート)、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジエチル−5,5′−ジメチルジフェニルメタン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕スルホン、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。 The aromatic bifunctional chain extender [component (C)] used together with the components (A) and (B) includes methylenebis (2-methyl-6ethylaniline), 2,2 ', 3,3'- Tetrachloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminodiphenylmethane, trimethylene-bis (4-aminobenzoate), 4,4'-diamino-3,3'-diethyl- 5,5'-dimethyldiphenylmethane, 2,2-bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 2 , 2-bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
上記芳香族系2官能鎖延長剤〔(C)成分〕の配合量は、上記(A)のポリオール成分100部に対し、1〜50部の範囲に設定することが好ましい。特に好ましくは3〜30部である。 The blending amount of the aromatic bifunctional chain extender [component (C)] is preferably set in the range of 1 to 50 parts with respect to 100 parts of the polyol component (A). Particularly preferred is 3 to 30 parts.
なお、上記表層13の形成材料には、上記(C)成分の鎖延長剤以外にも、他の鎖延長剤を併用して用いてもよい。この場合、上記他の鎖延長剤の割合は、鎖延長剤全体の0〜80重量%の範囲内で用いられる。そして、上記他の鎖延長剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、1,4−ブタンジオール(1,4−BD)、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、キシレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン(TMP)、グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール、1,2,6−ヘキサントリオール等の、分子量300以下のポリオール等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。
In addition to the chain extender of the component (C), other chain extenders may be used in combination as the material for forming the
ところで、本発明では、上記表層13の形成材料中に、導電性カーボンブラック等の電子導電剤を含有することを禁じている。これは、先にも述べたが、電子導電剤の使用では、ロール表面の電気抵抗のばらつきを大きくする懸念があるからである。そのため、本発明では、上記表層13への導電性付与は、第四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、界面活性剤、金属イオン、ポリエチレンオキサイド(PEO)等といったイオン導電剤により、適宜行われる。これにより、電気抵抗のばらつきを抑制することができるようになり、その結果、トナーの堆積を生じず、ロール表面の電気抵抗を所望の値に設定することができる。
By the way, in this invention, it is prohibited to contain electronic conductive agents, such as electroconductive carbon black, in the formation material of the said
また、上記表層13の形成材料中に、平均粒径1〜50μmの粗さ形成用粒子が分散されていると、トナー帯電性およびトナー搬送性において優れるようになるため、好ましい。上記粗さ形成用粒子の平均粒径は、より好ましくは5〜15μmの範囲である。なお、上記粒子の平均粒径は、母集団から任意に抽出される試料を用いて導出される値である。また、粒子形状が真球状ではなく楕円球状(断面が楕円の球)等のように一律に粒径が定まらない場合には、最長径と最短径との単純平均値をその粒子の粒径とする。
In addition, it is preferable that roughness forming particles having an average particle diameter of 1 to 50 μm are dispersed in the material for forming the
上記粗さ形成用粒子の形成材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、シリカ,ウレタン樹脂,ポリアミド樹脂,フッ素樹脂,アクリル樹脂,尿素樹脂,シリコーン樹脂等があげられる。これらは、単独であるいは二種以上併せて用いられる。なかでも、トナーを高帯電化させることのできるシリカが好適に用いられる。 The material for forming the roughness forming particles is not particularly limited, and examples thereof include silica, urethane resin, polyamide resin, fluorine resin, acrylic resin, urea resin, and silicone resin. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, silica that can highly charge the toner is preferably used.
また、上記粗さ形成用粒子の分散割合は、上記表層13用材料(粒子を除く材料)100部に対して5〜50部の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは10〜30部の範囲である。この範囲内とすることにより、所望の効果(トナー帯電性およびトナー搬送性の向上効果)が、有利に得られるようになる。
Further, the dispersion ratio of the roughness forming particles is preferably set in the range of 5 to 50 parts, more preferably 10 to 30 parts with respect to 100 parts of the
なお、上記表層13の形成材料には、上記各成分以外にも、必要に応じて、触媒、安定剤、紫外線吸収剤、補強剤、滑剤、離型剤、染料、顔料、難燃剤、オイル等の、他の添加剤を適宜に配合することができる。
In addition to the above-described components, the
そして、上記表層13の形成材料は、有機溶剤に溶解等することにより、コーティング液として使用に供される。上記有機溶剤としては、メチルエチルケトン(MEK)、メタノール、トルエン、イソプロピルアルコール、メチルセロソルブ、ジメチルホルムアミド等があげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。特に、上記表層13の形成材料に対する溶解性の点で、MEKを有機溶剤として用いることが好ましい。そして、このようにして得られるコーティング液は、その濃度を5〜30重量%程度にすることが、塗工性等の点で好ましい。
And the formation material of the said
ここで、本発明の現像ロールは、例えば、つぎのようにして作製することができる。 Here, the developing roll of the present invention can be produced, for example, as follows.
すなわち、まず、前記ベースゴム層12用の各成分をニーダー等の混練機で混練し、ベースゴム層12形成材料を作製する。また、前記表層13用の各成分を有機溶剤に溶解し、サンドミル等で分散することにより、表層13形成材料(コーティング液)を作製する。
That is, first, the respective components for the
ついで、円筒状金型の中空部に、金属製の軸体11をセットし、上記円筒状金型と軸体11との空隙部に、上記ベースゴム層12形成材料を注型した後、金型に蓋をし、加熱して、ベースゴム層12形成材料を架橋させる。その後、上記円筒状金型から脱型することにより、軸体11の外周面にベースゴム層12が形成されてなるベースロールを取り出す。そして、上記ベースロールにおけるベースゴム層12の外周面に、上記表層13形成用のコーティング液を塗工する。この塗工法は、特に制限するものではなく、ディッピング法、スプレー法、ロールコート法等の従来の方法が適用できる。そして、塗工後、乾燥および加熱処理(120〜200℃で20〜90分の加硫処理)を行うことにより、上記表層13形成用コーティング液中の溶剤の除去を行い、表層13を形成する。このようにして、図1に示すような二層構造の現像ロールを作製することができる。
Next, a
この現像ロールにおいて、ベースゴム層12の厚みは、0.5〜10mmの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは厚み1〜6mmの範囲内である。また、表層13の厚みは、1〜100μmの範囲に設定することが好ましく、特に好ましくは厚み5〜50μmの範囲内である。
In this developing roll, the thickness of the
なお、本発明の現像ロールの例として、図1に示すような二層構造のものをあげたが、本発明はこれに限定されるものでなく、そのベースゴム層12と表層13との間に、軟化剤移行防止層や抵抗調整層等を適宜介在させることにより、二層以上の数の層が形成されるようにしてもよい。
As an example of the developing roll of the present invention, a two-layer structure as shown in FIG. 1 is given, but the present invention is not limited to this, and the
上記軟化剤移行防止層の形成材料としては、例えば、N−メトキシメチル化ナイロン等のポリアミド樹脂やポリエステル等に、カーボンブラック等の導電剤を配合したものがあげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。 Examples of the material for forming the softener migration preventing layer include a material in which a conductive agent such as carbon black is blended with a polyamide resin such as N-methoxymethylated nylon or polyester. These may be used alone or in combination of two or more.
また、上記抵抗調整層の形成材料としては、例えば、ヒドリンゴム、EPDM、SBR、アクリロニトリル−ブタジエンゴム(NBR)、水添アクリロニトリル−ブタジエンゴム(H−NBR)、ポリウレタン系エラストマー等に、カーボンブラック、金属酸化物、四級アンモニウム塩、ホウ酸塩、過塩素酸リチウム等の導電剤を配合したものがあげられる。これらは単独であるいは二種以上併せて用いられる。 Examples of the material for forming the resistance adjusting layer include hydrin rubber, EPDM, SBR, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), hydrogenated acrylonitrile-butadiene rubber (H-NBR), polyurethane elastomer, carbon black, metal Examples thereof include those containing a conductive agent such as oxide, quaternary ammonium salt, borate and lithium perchlorate. These may be used alone or in combination of two or more.
そして、これら各層の形成材料も、有機溶剤に溶解等することにより、コーティング液として使用に供され、そのコーティング液を、従来公知の方法で塗工することにより、その各層の形成が行われる。 And the formation material of each of these layers is also used as a coating liquid by dissolving in an organic solvent, and the respective layers are formed by applying the coating liquid by a conventionally known method.
このようにして得られる本発明の現像ロールは、一般的な電子写真装置にも適用することが可能であるが、特に、フルカラーLBPやフルカラーMFP等の低融点トナーを使用した電子写真装置用の現像ロールとして好適に用いることができる。そして、本発明の現像ロールをフルカラーLBPやフルカラーMFP等の電子写真装置に組み込むことにより、長期にわたり良好な複写画像を得ることができるようになる。 The developing roll of the present invention thus obtained can be applied to a general electrophotographic apparatus. In particular, the developing roll for an electrophotographic apparatus using a low melting point toner such as a full color LBP or a full color MFP is used. It can be suitably used as a developing roll. By incorporating the developing roll of the present invention into an electrophotographic apparatus such as a full color LBP or a full color MFP, a good copy image can be obtained over a long period of time.
つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。 Next, examples will be described together with comparative examples.
まず、実施例および比較例に先立ち、現像ロールの表層用材料として、下記に示す材料を準備した。 First, prior to the examples and comparative examples, the following materials were prepared as surface layer materials for the developing roll.
〔ポリオールa〕
平均分子量(Mn)250のポリエーテルポリオール(BASF社製、PolyTHF250)
[Polyol a]
Polyether polyol having an average molecular weight (Mn) of 250 (manufactured by BASF, PolyTHF250)
〔ポリオールb〕
平均分子量(Mn)650のポリエーテルポリオール(BASF社製、PolyTHF650)
[Polyol b]
Polyether polyol having an average molecular weight (Mn) of 650 (manufactured by BASF, PolyTHF 650)
〔ポリオールc〕
平均分子量(Mn)1000のポリエーテルポリオール(三菱化学社製、PTMG1000)
[Polyol c]
Polyether polyol having an average molecular weight (Mn) of 1000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, PTMG1000)
〔ポリオールd〕
平均分子量(Mn)3000のポリエーテルポリオール(三菱化学社製、PTMG3000)
[Polyol d]
Polyether polyol having an average molecular weight (Mn) of 3000 (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, PTMG3000)
〔ポリオールe〕
平均分子量(Mn)4000のポリエーテルポリオール(三井武田ケミカル社製、PC−284)
[Polyol e]
Polyether polyol with an average molecular weight (Mn) of 4000 (Mitsui Takeda Chemical Co., PC-284)
〔ジイソシアネートa〕
TDI(日本ポリウレタン社製、コロネートT−100)
[Diisocyanate a]
TDI (Nippon Polyurethane, Coronate T-100)
〔ジイソシアネートb〕
MDI(日本ポリウレタン社製、ミリオネートMT)
[Diisocyanate b]
MDI (Nippon Polyurethane, Millionate MT)
〔芳香族系鎖延長剤〕
メチレンビス(2−メチル−6エチルアニリン)(イハラケミカル工業社製、キュアリードMED)
[Aromatic chain extender]
Methylenebis (2-methyl-6ethylaniline) (Ihara Chemical Industries, Cure Lead MED)
〔脂肪族系鎖延長剤〕
1,2−エチレンジアミン(和光純薬社製、エチレンジアミン)
[Aliphatic chain extender]
1,2-ethylenediamine (Wako Pure Chemical Industries, ethylenediamine)
〔粗さ形成粒子〕
平均粒径15μmのウレタン樹脂粒子(大日精化社製、ダイミックビーズUCN5150D)
(Roughness forming particles)
Urethane resin particles with an average particle size of 15 μm (Daimic Seika Co., Ltd., Dimic beads UCN5150D)
〔実施例1〜3、比較例1〜3〕
軸体となる芯金(直径10mm、SUS304製)をセットした金型内に、ベースゴム層用材料として導電性シリコーンゴム(信越化学社製、X−34−264 A/B)を充填した後、所定の条件で加熱架橋を行った。その後、脱型して、軸体の外周面に沿ってベースゴム層が形成されたベースロールを作製した。つぎに、下記の表1に示す各成分を同表に示す割合で配合し、これを有機溶剤(MEK)に配合し溶解してなる、20重量%濃度のコーティング溶液である表層形成材料を調製した。ついで、上記ベースロールの外周面に、上記表層用材料を塗布し、その後、185℃×60分の条件で加熱架橋を行い、表層を形成した。このようにして、軸体の外周面にベースゴム層が形成され、その外周面に表層が形成された二層構造の現像ロールを作製した。なお、ベースゴム層の厚みは3mm、表層の厚みは10μmであった。
[Examples 1-3, Comparative Examples 1-3]
After filling a mold in which a core metal (diameter 10 mm, made of SUS304) serving as a shaft body is set with conductive silicone rubber (X-34-264 A / B, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) as a base rubber layer material Then, heat crosslinking was performed under predetermined conditions. Thereafter, the mold was removed, and a base roll having a base rubber layer formed along the outer peripheral surface of the shaft body was produced. Next, the components shown in Table 1 below are blended in the proportions shown in the table, and a surface layer forming material is prepared as a coating solution having a concentration of 20% by weight, which is blended and dissolved in an organic solvent (MEK). did. Next, the surface layer material was applied to the outer peripheral surface of the base roll, and then heat crosslinking was performed under the conditions of 185 ° C. × 60 minutes to form a surface layer. In this manner, a two-layer developing roll having a base rubber layer formed on the outer peripheral surface of the shaft and a surface layer formed on the outer peripheral surface was produced. The base rubber layer had a thickness of 3 mm and the surface layer had a thickness of 10 μm.
このようにして得られた各現像ロールについて、下記の基準に従い、各特性の比較評価および測定を行った。これらの結果を後記の表2に示した。 Each developing roll thus obtained was subjected to comparative evaluation and measurement of each characteristic according to the following criteria. These results are shown in Table 2 below.
〔電気抵抗〕
図2に示すような装置を用いて、金属ロール電極法により測定した。すなわち、ステンレス製の金属ロール61上に現像ロール62を接触させ、現像ロール62の両端を荷重1000g(9.8N)で押圧し、この状態で現像ロール62の一端に100Vの電圧を印加して電気抵抗を測定した。
[Electric resistance]
Measurement was performed by a metal roll electrode method using an apparatus as shown in FIG. That is, the developing
〔弾性率〕
JIS K−6301−1975に準じて、ロール表層の弾性率(MPa)を測定した。
[Elastic modulus]
The elastic modulus (MPa) of the roll surface layer was measured according to JIS K-6301-1975.
〔電気応答性〕
温度15℃、湿度10%RH下において、図3に示すように、ロール回転数70rpmで現像ロール51を矢印方向に回転させながら、その外周面に、コロナ放電線(コロトロン)52を用いて100μAのコロナ電流を印加し、現像ロール外周面を帯電した。そして、表面電位計53により、上記現像ロール外周面の残留電荷qs を測定した。さらに、上記印加停止一秒後の残留電荷qf も測定した。そして、これらの値から、(qs −qf )/qs ×100(%)をもとめ、これを電気応答性の指標とした。
[Electric response]
At a temperature of 15 ° C. and a humidity of 10% RH, as shown in FIG. 3, while rotating the developing
〔耐へたり性〕
現像ロールをトナーカートリッジ(キャノン社製、EP−85シアン)に組み付け、40℃×湿度95%RHの条件下、2週間放置した後、ベタ画像の画出しを実施した。そして、その画像に放置痕がみられなかったものを○、その画像に放置痕がみられたものを×と評価した。
[Sag resistance]
The developing roll was assembled in a toner cartridge (Canon, EP-85 cyan) and left for 2 weeks under conditions of 40 ° C. and humidity 95% RH, and then a solid image was printed. Then, the case where the image was left unacceptable was evaluated as ◯, and the image where the image was left untreated was evaluated as x.
〔耐かぶり性〕
現像ロールを電子写真複写機に組み込み、実際に画像出しを行った。そして、画出し中に評価用マシンを強制停止させ、白地部分における感光ドラムへのトナー飛翔量を、テープ転写による濃度比較(マクベス濃度計により測定)により実施した。そして、その測定値が0.15未満のものを○、0.15以上のものを×として評価した。
[Anti-fogging resistance]
The developing roll was incorporated into an electrophotographic copying machine and an image was actually output. Then, the evaluation machine was forcibly stopped during image output, and the amount of toner flying to the photosensitive drum in the white background portion was measured by density comparison by tape transfer (measured with a Macbeth densitometer). And the measured value was evaluated as ○ when the value was less than 0.15, and x when the value was 0.15 or more.
上記表の結果から、実施例品はいずれも、所望の弾性および電気抵抗を有し、その電気応答性に優れ、また、へたりやかぶりを生じない。このことから、実施例品の使用により、良好な画像が得られるようになることがわかる。 From the results of the above table, all of the examples have desired elasticity and electric resistance, are excellent in electric response, and do not cause sag and fog. From this, it can be seen that a good image can be obtained by using the example product.
これに対し、その表層材料中の鎖延長剤に脂肪族系のものを用いた比較例1のロールは、弾性率が低すぎ、へたりがみられることがわかる。また、比較例2のロールは、その表層材料中のポリオール成分の分子量が、所定の範囲よりも小さすぎるため、電気応答性が低く、かぶり等の問題が生じる。逆に、比較例3のロールは、その表層材料中のポリオール成分の分子量が、所定の範囲よりも大きすぎるため、弾性率が低すぎ、へたりが悪化する。 On the other hand, it can be seen that the roll of Comparative Example 1 using an aliphatic chain extender in the surface layer material has a too low elastic modulus and sag. Moreover, since the molecular weight of the polyol component in the surface layer material is too smaller than the predetermined range, the roll of Comparative Example 2 has low electrical responsiveness and causes problems such as fogging. On the contrary, the roll of Comparative Example 3 has an excessively low elastic modulus and deteriorates sag because the molecular weight of the polyol component in the surface layer material is too larger than the predetermined range.
11 軸体
12 ベースゴム層
13 表層
11
Claims (3)
(A)官能基を2個以上有する、平均分子量(Mn)が650〜3000の範囲のポリエーテル系ポリオール。
(B)ジイソシアネート。
(C)芳香族系2官能鎖延長剤。 A developing roll comprising a shaft, a base rubber layer formed on the outer periphery thereof, and a surface layer formed on the outer periphery of the base rubber layer directly or via another layer, wherein the surface layer comprises the following A developing roll characterized by being formed of a resin composition containing components (A) to (C) and free of an electronic conductive agent.
(A) A polyether polyol having two or more functional groups and an average molecular weight (Mn) in the range of 650 to 3000.
(B) Diisocyanate.
(C) Aromatic bifunctional chain extender.
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