JP2005316081A - Electrically conductive roller for electrophotographic apparatus, process cartridge and the electrophotographic apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子写真装置に使用される導電ローラに関する。詳しくは、過酷環境においての画像特性を著しく低下させることなく、さらには低温/低湿から高温/高湿環境下において長期連続運転した場合にも画像欠陥等を引き起こしたりすることのない電子写真装置用導電ローラに関するものである。 The present invention relates to a conductive roller used in an electrophotographic apparatus. Specifically, for an electrophotographic apparatus that does not cause image defects in a harsh environment, and that does not cause image defects even when operated continuously for a long time from a low temperature / low humidity to a high temperature / high humidity environment. The present invention relates to a conductive roller.
電子写真方式を用いたプリンターにおいては、感光体が帯電ローラにより均一に帯電され、レーザー等により静電潜像を形成する。次に、現像容器内の現像剤が現像剤塗布ローラ及び現像剤規制部材により適正電荷で均一に現像ローラ上に塗布され、感光体と現像ローラとの接触部で現像剤の転写(現像)が行われる。その後感光体上の現像剤は、転写ローラにより記録紙に転写され、熱と圧力により定着され、感光体上に残留した現像剤はクリーニングブレードによって除かれ、一連のプロセスが完了する。 In a printer using an electrophotographic system, a photosensitive member is uniformly charged by a charging roller, and an electrostatic latent image is formed by a laser or the like. Next, the developer in the developing container is uniformly applied on the developing roller with appropriate charges by the developer applying roller and the developer regulating member, and the developer is transferred (developed) at the contact portion between the photosensitive member and the developing roller. Done. Thereafter, the developer on the photoconductor is transferred onto a recording sheet by a transfer roller and fixed by heat and pressure. The developer remaining on the photoconductor is removed by a cleaning blade, and a series of processes is completed.
電子写真装置において、たとえば現像ローラの場合、常時感光体及び現像剤規制部材に圧接されており、停止時、未使用時等に長期間感光体や現像剤規制部材に圧接するので、その構成部材は容易に変形し、当接する相手部材を傷つけない必要がある。また、帯電ローラや転写ローラにおいても同様に常時感光体に圧接される環境下におかれる。トナー供給部材、クリーニング部材においても相手部材と常に圧接された状態が長期間つづく場合がある。そのため感光体や現像剤規制部材、現像部材等に接触する構成部材は相手部材を傷つけないという目的から低硬度の弾性体からなる材料で被覆されたものが用いられる。 In an electrophotographic apparatus, for example, in the case of a developing roller, it is always in pressure contact with the photosensitive member and the developer regulating member, and is in contact with the photosensitive member and developer regulating member for a long time when stopped or not in use. Needs to be easily deformed and not damage the abutting member. Similarly, the charging roller and the transfer roller are also placed in an environment where they are always pressed against the photosensitive member. Even in the toner supply member and the cleaning member, the state in which the toner supply member and the cleaning member are always in pressure contact may continue for a long time. For this reason, the constituent members that contact the photosensitive member, the developer regulating member, the developing member, etc. are coated with a material made of an elastic body having a low hardness for the purpose of not damaging the mating member.
これらの構成部材を形成する高分子弾性材料としては、ゴム弾性を有する高分子エラストマーや高分子フォームが用いられており、これらは、低硬度で、画像担持体や転写部材を汚染することがなく、かつトナー等の現像剤と融着しない特性を有することが求められる。ここで、高分子エラストマーや高分子フォームを構成する材料としては、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アルクリロニトリルブタジエンゴム等の固形ゴム加硫物や、ポリオール等の液状原料をイソシアネートにより硬化させたポリウレタン等が用いられている。これらの材料からなる画像形成装置部材は、導電性を有することが求められる場合もあり、例えばカーボンブラック、金属酸化物等の導電材を混合したり、電解質を添加したりすることにより、所定の電気抵抗値に調整される。これらの中で、導電材によっても電解質によっても導電性を付与することができ、これらの材料を液状原料に溶解して使用できる利点があり、必要に応じてフォームとすることもできるので、ポリオールとポリイソシアネートを主原料として生成されるポリウレタンが一般的に使用される。なかでも低硬度の弾性部材用のポリオール原料として、官能基数の低いポリプロピレングリコールやポリテトラメチレンエーテルグリコールが広く使用されるようになってきた。 As the polymer elastic material forming these constituent members, polymer elastomers and polymer foams having rubber elasticity are used, and these have low hardness and do not contaminate the image carrier or the transfer member. In addition, it is required to have a property of not being fused with a developer such as toner. Here, as materials constituting the polymer elastomer and polymer foam, solid rubber vulcanizates such as isoprene rubber, ethylene propylene rubber, silicone rubber, epichlorohydrin rubber, acrylonitrile butadiene rubber, and liquid raw materials such as polyol are used. Polyurethanes cured with isocyanate are used. The image forming apparatus member made of these materials may be required to have conductivity. For example, by mixing a conductive material such as carbon black or a metal oxide or adding an electrolyte, It is adjusted to the electrical resistance value. Among these, the conductivity can be imparted by both a conductive material and an electrolyte, and there is an advantage that these materials can be used by dissolving in a liquid raw material, and if necessary, a foam can be formed. Polyurethane produced using polyisocyanate as a main raw material is generally used. Among them, polypropylene glycol and polytetramethylene ether glycol having a low number of functional groups have been widely used as polyol raw materials for elastic members having low hardness.
従来技術として温度および相対湿度の変化における機械特性(圧縮永久歪特性やクリープ特性)の変動について説明するものもある。ブレード材用において、ポリテトラメチレンエーテルグリコールと適切なジイソシアネートと適切な架橋剤を選択することで、従来のポリエステルポリウレタンブレードと比較して、温度および相対湿度の変動に対してより安定な機械特性の応答を有し、磨耗および圧縮永久歪特性が良好なブレードが提供されるとしている(特許文献1参照)。 As a conventional technique, there is a technique for explaining a change in mechanical characteristics (compression set characteristics and creep characteristics) due to changes in temperature and relative humidity. For blade materials, by selecting polytetramethylene ether glycol, appropriate diisocyanate, and appropriate cross-linking agent, mechanical properties that are more stable against fluctuations in temperature and relative humidity compared to conventional polyester polyurethane blades. It is said that a blade having a response and good wear and compression set characteristics is provided (see Patent Document 1).
現像ローラの材料において、ポリテトラメチレンエーテルグリコールやその他の疎水性ポリオールをもちいることで、3%以下の吸水率であるウレタン樹脂が得られ、それを弾性体や表皮材の材料に用いることで低硬度で良好な密着性を有することができる。さらに感光体を汚染するような不都合を生じることなく、かつ低温低湿から高温高湿まで広い環境下で濃度むらやかぶり等のない高品位の画像が得られる現像ローラを提供できるとしている(特許文献2参照)。 By using polytetramethylene ether glycol or other hydrophobic polyol in the material of the developing roller, a urethane resin having a water absorption of 3% or less can be obtained, and by using it as an elastic body or skin material, It can have good adhesion at low hardness. Furthermore, it is said that it is possible to provide a developing roller capable of obtaining a high-quality image without uneven density and fog in a wide environment from low temperature and low humidity to high temperature and high humidity without causing any inconvenience that contaminates the photoreceptor (Patent Document). 2).
近年、電子写真装置に使用される弾性部材の要求性能は、電子写真装置の高速化、画質の高品位化に伴って、より高度なものとなってきており、より具体的には、さらに広範囲の環境における機械的特性(変形回復性や弾性特性)と共に、高解像度に要求される均一な導電性、高速化に要求される耐久性の向上が一層求められている。これらの要求性能を、従来より知られている方法だけにより実現することは、必ずしも容易ではないものである。
本発明は前記の課題を解決するもので、本発明の目的は、低硬度で良好な弾性特性を有するとともに、過酷な環境下に長期放置した場合にも画像特性に優れ、かつ低温/低湿環境から高温/高湿環境まで広い環境下で高品位の画像が得られる電子写真装置用導電ローラ及びそれを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to have good elasticity characteristics with low hardness, excellent image characteristics even when left in a harsh environment for a long time, and low temperature / low humidity environment. It is an object of the present invention to provide a conductive roller for an electrophotographic apparatus capable of obtaining a high-quality image in a wide environment from high temperature to high temperature / high humidity environment, a process cartridge and an electrophotographic apparatus using the conductive roller.
本発明は、軸芯体と、該軸芯体の外周に形成されたローラ層と、を有する電子写真装置用導電ローラであって、前記ローラ層中に、ネオペンチレンオキサイド構造単位を有するポリエーテル成分と、硬化剤成分と、を有する重合体を含むことを特徴とする電子写真装置用導電ローラである。 The present invention relates to a conductive roller for an electrophotographic apparatus having a shaft core and a roller layer formed on the outer periphery of the shaft core, wherein the roller layer includes a polypentylene oxide structural unit. An electroconductive roller for an electrophotographic apparatus comprising a polymer having an ether component and a curing agent component.
また、その電子写真装置用導電ローラを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置である。 In addition, a process cartridge and an electrophotographic apparatus using the electroconductive roller for the electrophotographic apparatus.
本発明によれば、低硬度で良好な弾性特性を有するとともに、過酷環境下に長期放置した場合にも画像特性に優れ、かつ低温低湿から高温高湿度まで広い環境下で高品位の画像が得られる電子写真装置用導電ローラ及びそれを用いたプロセスカートリッジ及び電子写真装置とすることができる。 According to the present invention, low hardness and good elastic properties, excellent image characteristics even when left in a harsh environment for a long time, and high-quality images can be obtained in a wide environment from low temperature and low humidity to high temperature and high humidity. The electroconductive roller for an electrophotographic apparatus and a process cartridge and an electrophotographic apparatus using the same can be obtained.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明の導電ローラは、軸芯体と、該軸芯体の外周に形成されたローラ層と、を有するものであって、前記ローラ層中に、ネオペンチレンオキサイド構造単位を有するポリエーテル成分と、硬化剤成分と、を有する重合体を含むことを特徴とするものである。 The conductive roller of the present invention comprises a shaft core and a roller layer formed on the outer periphery of the shaft core, and a polyether component having a neopentylene oxide structural unit in the roller layer And a curing agent component.
上記ポリエーテル成分中に存在するネオペンチレンオキサイド構造単位とは、下記式(1)に示すものである。 The neopentylene oxide structural unit present in the polyether component is represented by the following formula (1).
本発明において、より発明の効果を発揮するには、ネオペンチレンオキサイド構造単位が、ポリエーテル成分中の構造単位の10モル%以上含まれることが好ましく、さらに好ましくは20モル%以上である。 In the present invention, the neopentylene oxide structural unit is preferably contained in an amount of 10 mol% or more, more preferably 20 mol% or more of the structural unit in the polyether component, in order to exhibit the effects of the invention.
上記のポリエーテル成分は、更にアルキレンオキサイド構造単位(ネオペンチレンオキサイド構造単位を除く)を有することが好ましい。アルキレンオキサイド構造単位(ネオペンチレンオキサイド構造単位を除く)とは下記式(2)に示すものであり、Rはアルキレン基(ネオペンチレン基を除く)を示す。Rの炭素数は2〜4であることが好ましい。Rは直鎖状でも分岐していても良い。代表的なものでは、エチレンオキサイド構造単位やプロピレンオキサイド構造単位、テトラメチレンオキサイド構造単位等が挙げられる。 The polyether component preferably further has an alkylene oxide structural unit (excluding a neopentylene oxide structural unit). The alkylene oxide structural unit (excluding the neopentylene oxide structural unit) is represented by the following formula (2), and R represents an alkylene group (excluding the neopentylene group). R preferably has 2 to 4 carbon atoms. R may be linear or branched. Typical examples include an ethylene oxide structural unit, a propylene oxide structural unit, and a tetramethylene oxide structural unit.
また、上記のアルキレンオキサイド構造単位(ネオペンチレンオキサイド構造単位を除く)として、テトラメチレンオキサイド構造単位を含むことがより好ましい。テトラメチレンオキサイド構造単位とは下記式(3)に示すものである。 Moreover, as said alkylene oxide structural unit (except a neopentylene oxide structural unit), it is more preferable that a tetramethylene oxide structural unit is included. The tetramethylene oxide structural unit is represented by the following formula (3).
このようなポリエーテル成分は、上記の構造単位の他にも、本発明の効果を損なわない程度に、任意の構造単位を含むことも可能である。 Such a polyether component can contain arbitrary structural units in addition to the above structural units to the extent that the effects of the present invention are not impaired.
ポリエーテル成分の分子量としては、数平均分子量で500〜6000が好ましく、1000〜3000がより好ましい。 As a molecular weight of a polyether component, 500-6000 are preferable at a number average molecular weight, and 1000-3000 are more preferable.
上記ポリエーテル成分が2種以上の構造単位を有する場合、その構造単位の配列には制限がなく、ランダム共重合体の形態でもブロック共重合体の形態でも良い。どちらの場合においても優れた弾性特性、低温特性を有することができる。 When the polyether component has two or more structural units, the arrangement of the structural units is not limited and may be in the form of a random copolymer or a block copolymer. In either case, excellent elastic characteristics and low temperature characteristics can be obtained.
このようなポリエーテル成分の含有量は、層を構成する樹脂成分全体に対して25〜90質量%であることが好ましい。 It is preferable that content of such a polyether component is 25-90 mass% with respect to the whole resin component which comprises a layer.
本発明において、上記ポリエーテル成分を硬化して重合体とするための硬化剤成分としては、目的とする重合体となる硬化剤成分を適宜選択して使用することができる。例えば、イソシアネート化合物、アミノ樹脂化合物、エポキシ樹脂化合物等が使用できる。本発明では、得られる重合体として低硬度の弾性体が好ましいことから、硬化剤成分としてイソシアネート化合物を使用することが好ましい。この場合、重合体としてはポリウレタンが形成されることになる。以下、硬化剤成分としてイソシアネート化合物を使用する場合について、詳細に説明する。 In the present invention, as a curing agent component for curing the polyether component to form a polymer, a curing agent component that becomes a target polymer can be appropriately selected and used. For example, an isocyanate compound, an amino resin compound, an epoxy resin compound, etc. can be used. In the present invention, it is preferable to use an isocyanate compound as the curing agent component because an elastic body having a low hardness is preferable as the polymer to be obtained. In this case, polyurethane is formed as the polymer. Hereinafter, the case where an isocyanate compound is used as the curing agent component will be described in detail.
イソシアネート化合物としては特に制限がなく、公知のいかなるものを使用することも可能である。例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、トルエ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)、フェニレンジイソシアネート(PPDI)、キシレンジイソシアネート(XDI)、ナフタレンジイソシアネート(NDI)及びそれらの変性体等が使用できる。特に低硬度の弾性体を形成する目的では、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネート、トルエンジイソシアネートが好適であり、それらの変性体(特に、ウレタン変性体、アロファネート変性体、ビウレット変性体、イソシアヌレート変性体)も好ましい。これらの混合物を使用することも可能である。 The isocyanate compound is not particularly limited, and any known compound can be used. For example, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), phenylene diisocyanate (PPDI), xylene diisocyanate (XDI), naphthalene diisocyanate (NDI), and modified products thereof can be used. In particular, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and toluene diisocyanate are suitable for the purpose of forming a low-hardness elastic body, and modified products thereof (particularly urethane-modified products, allophanate-modified products, biuret-modified products, and isocyanurate-modified products). Is also preferred. It is also possible to use mixtures of these.
ポリウレタン形成に使用できるその他の成分としては、特に制限はなく、得られるポリウレタンの機械的特性を損なわない範囲で使用することが可能である。鎖延長剤として、反応性単分子であるジオール類(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、1,4−ブタンジオール等)、ジアミン類(エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン等)を適宜使用することが可能である。また、架橋剤として、トリオール、テトラオール、ポリアミンなどの多官能架橋剤を適宜使用することも可能である。 There is no restriction | limiting in particular as another component which can be used for polyurethane formation, It can be used in the range which does not impair the mechanical characteristic of the polyurethane obtained. As chain extenders, reactive unimolecular diols (ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, etc.) and diamines (ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethyltoluenediamine, etc.) It can be used as appropriate. Moreover, it is also possible to use suitably polyfunctional crosslinking agents, such as a triol, a tetraol, and a polyamine, as a crosslinking agent.
さらに必要に応じて、触媒、発泡剤、整泡剤等を加えて、常法に従い、反応させてポリウレタン発泡体を形成することも可能である。 Furthermore, if necessary, a polyurethane foam can be formed by adding a catalyst, a foaming agent, a foam stabilizer, and the like and reacting them according to a conventional method.
本発明の導電ローラは、軸芯体と、該軸芯体の外周に形成されたローラ層と、を有するものである。ローラ層は1層で構成することもでき、2層以上の複数層構造とすることもできる。ローラ層が複数層構造の場合には、その少なくとも1層に上記の重合体を目的とする効果が達成される量で含有されていれば良い。上記の重合体を含有しない層については、その層を形成する目的及び効果を維持しつつ、他の層に上記の重合体を含有させることによる効果を損なわない物性及び膜厚などを有するように形成される。 The conductive roller of the present invention has a shaft core and a roller layer formed on the outer periphery of the shaft core. The roller layer may be composed of a single layer or may have a multi-layer structure of two or more layers. In the case where the roller layer has a multi-layer structure, it is sufficient that at least one layer thereof is contained in an amount that achieves the intended effect of the polymer. About the layer which does not contain said polymer, it has the physical property, film thickness, etc. which do not impair the effect by making said layer contain said polymer, maintaining the objective and effect which form the layer. It is formed.
上記の重合体を含有する層には、後述するように導電性を付与する材料も含まれることとなるが、この層における上記の重合体の含有量は、60〜99質量%であることが好ましい。また、例えば、ポリエステル、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等のポリマーを併用して、含有させることもできる。 The layer containing the polymer includes a material imparting conductivity as described later, and the content of the polymer in the layer is 60 to 99% by mass. preferable. In addition, for example, polymers such as polyester, acrylic resin, and silicone resin can be used in combination.
図1に、導電ローラの構造の一例の模式的断面図を示す。この例では、ローラ層は1層で構成されている。導電ローラ1は、中心に軸芯体として通常金属などの導電性材料で形成される軸芯金11を有し、ローラ層として、軸芯金11の外周面上に弾性体層12を積層した構造となっている。このような導電ローラ場合、本発明では、弾性体層12に、上述したネオペンチレンオキサイド構造単位を有するポリエーテル成分と硬化剤成分とを有する重合体を含む構成とすることができる。
FIG. 1 shows a schematic sectional view of an example of the structure of the conductive roller. In this example, the roller layer is composed of one layer. The
軸芯体の材料としては、鉄、銅、アルミニウム、ステンレス、チタン、ニッケル等の金属や金属合金、導電性樹脂等が挙げられる。鉄を主成分とした合金が好ましい。軸芯体の外径は、通常4〜8mmのものを用いる。軸芯体の表面は、金属メッキ処理等をされていても良い。 Examples of the material for the shaft core include metals such as iron, copper, aluminum, stainless steel, titanium, and nickel, metal alloys, and conductive resins. Alloys based on iron are preferred. The outer diameter of the shaft core is usually 4 to 8 mm. The surface of the shaft core body may be subjected to metal plating or the like.
弾性体層に導電性を付与する目的に添加する導電剤としては、イオン導電性をもつ化合物、たとえば有機金属塩などを必要に応じて適宜利用することが可能である。 As a conductive agent added for the purpose of imparting conductivity to the elastic layer, a compound having ionic conductivity, such as an organic metal salt, can be appropriately used as necessary.
また、カーボンブラック、グラファイト、アルミニウム、銅、錫、ステンレス鋼などの各種導電性金属または合金;酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化チタン、酸化錫−酸化アンチモン固溶体、酸化錫−酸化インジウム固溶体などの各種導電性金属酸化物;これらの導電性材料で被覆された絶縁性物質などの微粉末を用いることができる。これらの内、比較的容易に入手でき良好な帯電性が得られるため、カーボンブラックが好適に利用できる。微粉末状の導電剤を分散させる手段としては、従来から利用される手段、例えば、ロールニーダー、バンバリーミキサー、ボールミル、サンドグラインダー、ペイントシェーカーなどを適宜利用すればよい。 In addition, various conductive metals or alloys such as carbon black, graphite, aluminum, copper, tin, stainless steel; tin oxide, zinc oxide, indium oxide, titanium oxide, tin oxide-antimony oxide solid solution, tin oxide-indium oxide solid solution, etc. Various conductive metal oxides; fine powders such as insulating substances coated with these conductive materials can be used. Among these, carbon black can be suitably used because it is relatively easily available and good chargeability is obtained. As means for dispersing the fine powdered conductive agent, conventionally used means such as a roll kneader, a Banbury mixer, a ball mill, a sand grinder, a paint shaker, etc. may be used as appropriate.
その他、弾性体層に導電性を付与する手段として、導電剤に代えて、あるいは、導電剤とともに、導電性高分子化合物を添加する手法も利用できる。例えば、導電性高分子化合物としては、ホストポリマーとして、ポリアセチレン、ポリ(p−フェニレン)、ポリピロール、ポリチオフェニン、ポリ(p−フェニレンオキシド)、ポリ(p−フェニレンスルフィド)、ポリ(p−フェレンビニレン)、ポリ(2,6−ジメチルフェニレンオキサイド)、ポリ(ビスフェノールAカーボネート)、ポリビニルカルバゾール、ポリジアセチレン、ポリ(N−メチル−4−ビニルピリジン)、ポリアニリン、ポリキノリン、ポリ(フェニレンエーテルスルフォン)などを使用し、これらにドーパントして、AsF5、I2、Br2、SO3、Na、K、ClO4、FeCl3、F、Cl、Br、I、Kr等の各イオン、Li、TCNQ(7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン)等をドープしたものが、使用可能である。 In addition, as a means for imparting conductivity to the elastic layer, a method of adding a conductive polymer compound instead of the conductive agent or together with the conductive agent can be used. For example, as a conductive polymer compound, as a host polymer, polyacetylene, poly (p-phenylene), polypyrrole, polythiophenine, poly (p-phenylene oxide), poly (p-phenylene sulfide), poly (p-ferene vinylene) ), Poly (2,6-dimethylphenylene oxide), poly (bisphenol A carbonate), polyvinylcarbazole, polydiacetylene, poly (N-methyl-4-vinylpyridine), polyaniline, polyquinoline, poly (phenylene ether sulfone), etc. These are used as dopants, such as AsF 5 , I 2 , Br 2 , SO 3 , Na, K, ClO 4 , FeCl 3 , F, Cl, Br, I, Kr, and other ions, Li, TCNQ (7 , 7,8,8-tetracyanoquinodimethane) Thing is, it is possible to use.
これらの導電性を付与する成分の使用量は、目的とする導電ローラの特性を達成するために必要な量を適宜選択することができる。 The amount of the component imparting conductivity can be appropriately selected as necessary to achieve the desired properties of the conductive roller.
上記の弾性体層のAsker−C硬度は、30〜90°であることが好ましい。なお、Asker−C硬度は、ゴム材の硬度の測定法に従い、具体的には、基準規格アスカーC型SRIS(日本ゴム協会規格)0101に従って別途作製した試験片を用いて、アスカーゴム硬度計(高分子計器(株)製)により測定されるAsker−C硬度と定義する。 The Asker-C hardness of the elastic layer is preferably 30 to 90 °. The Asker-C hardness is determined according to a rubber material hardness measurement method. Specifically, an Asker rubber hardness tester (high hardness) is used by using a test piece separately prepared in accordance with the standard standard Asker C-type SRIS (Japan Rubber Association Standard) 0101. This is defined as Asker-C hardness measured by Molecular Instruments Co., Ltd.).
同時に、弾性体層の圧縮永久歪みを、0.5〜5.0%の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、0.5〜3.0%の範囲である。なお、圧縮永久歪みは、JIS K−6262加硫ゴム試験法(圧縮永久ひずみ試験)に準じて測定した値と定義する。 At the same time, the compression set of the elastic layer is preferably in the range of 0.5 to 5.0%. More preferably, it is 0.5 to 3.0% of range. The compression set is defined as a value measured according to the JIS K-6262 vulcanized rubber test method (compression set test).
なお、当接する際に、均一なニップ幅を確保し、加えて、好適なセット性を満たすものとするためには、弾性体層の厚さは1〜4mmの範囲に選択する構成とすることがより望ましい。なお、弾性体層の厚さは、目的とするニップ幅を達成するため、その硬度に応じて、適宜選択されるものである。 In order to ensure a uniform nip width when abutting and in addition to satisfy suitable setting properties, the thickness of the elastic layer should be selected in the range of 1 to 4 mm. Is more desirable. The thickness of the elastic layer is appropriately selected according to the hardness in order to achieve the target nip width.
また、1層のローラ層を有する本発明の導電ローラの抵抗値は104〜1010Ωであることが好ましい。なお、抵抗値は、導電ローラを円柱状の金属性ローラ(Φ60)に片側500gの定圧荷重で押し当て、100Vの直流電圧を印加したときの抵抗値と定義する。 The resistance value of the conductive roller of the present invention having one roller layer is preferably 10 4 to 10 10 Ω. The resistance value is defined as a resistance value when a conductive roller is pressed against a cylindrical metal roller (Φ60) with a constant pressure load of 500 g on one side and a DC voltage of 100 V is applied.
図2に、導電ローラの構造の他の一例の模式的断面的を示す。この例では、ローラ層は2層構造を形成している。導電ローラ1は、中心に軸芯体として通常金属などの導電性材料で形成される軸芯金11を有し、ローラ層として、軸芯金11の外周面上に弾性体層(基層)12が形成され、さらにこの弾性体層12の外周面に被覆層(表層)13を積層した構造となっている。このような導電ローラの場合、本発明では弾性体層及び被覆層の少なくとも一方に、上述したネオペンチレンオキサイド構造単位を有するポリエーテル成分と硬化剤成分とを有する重合体を含んでいれば良い。特に、その表層である被覆層に上記の重合体を含んでいることが好ましい。以下、その詳細を説明する。
FIG. 2 shows a schematic sectional view of another example of the structure of the conductive roller. In this example, the roller layer forms a two-layer structure. The
この場合、基層となる弾性体層12は、柔軟性を有するものであり、原料主成分としてゴムを用いた成型体として形成することができる。弾性体層12の原料主成分のゴムとしては、特に限定されるものではなく所定の機械特性を満足させるものを用いることができる。例えば、イソプレンゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、エピクロルヒドリンゴム、アルクリロニトリルブタジエンゴム等の固形ゴム加硫物や、ポリオール等の液状原料をイソシアネートにより硬化させたポリウレタン等のゴム弾性を有する高分子エラストマーや高分子フォームを用いることができる。これらの材料に、前述したような導電剤等を必要量添加して用いる。
In this case, the
弾性体層のAsker−C硬度は、15〜55°の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、20〜40°の範囲である。 The Asker-C hardness of the elastic layer is preferably in the range of 15 to 55 °. More preferably, it is the range of 20-40 degrees.
同時に、弾性体層の圧縮永久歪みを、0.5〜5.0%の範囲とすることが好ましい。より好ましくは、0.5〜3.0%の範囲である。 At the same time, the compression set of the elastic layer is preferably in the range of 0.5 to 5.0%. More preferably, it is 0.5 to 3.0% of range.
なお、弾性体層の厚さは1.0〜5.0mmの範囲に選択する構成とすることがより望ましい。また、弾性体層の厚さは、目的とするニップ幅を達成するため、その硬度に応じて、適宜選択されるものである。 The thickness of the elastic layer is more preferably selected in the range of 1.0 to 5.0 mm. The thickness of the elastic layer is appropriately selected according to the hardness in order to achieve the target nip width.
表層となる被覆層を形成する材料としては、前述したローラ層が1層の導電ローラにおける弾性層と同様の構成とすることができる。また、用途に合わせて被覆層自体に要求される機能に必要な成分、例えば、導電剤、非導電性充填剤など、また、被覆膜体とする際に利用される各種添加剤成分、例えば、触媒、分散促進剤など、各種の添加剤を主成分の被覆材料に適宜配合することができる。なお、導電剤、非導電性充填剤などの添加剤は、先に弾性体層に含有可能な添加剤として例示したものなどから、主成分の被覆材料に応じて、適宜選択することができる。また、その添加量は、形成される被覆層の特性を本発明の効果を発揮する範囲内に維持する限り、添加目的に応じて、適宜選択することができる。 As a material for forming the coating layer as the surface layer, the roller layer described above may have the same configuration as the elastic layer in a single conductive roller. In addition, components necessary for the function required for the coating layer itself according to the application, for example, a conductive agent, a non-conductive filler, etc., and various additive components used when forming a coating film body, for example, In addition, various additives such as a catalyst and a dispersion accelerator can be appropriately blended in the main coating material. Note that additives such as a conductive agent and a non-conductive filler can be appropriately selected from those exemplified above as additives that can be contained in the elastic layer according to the coating material of the main component. Moreover, the addition amount can be suitably selected according to the addition purpose, as long as the characteristics of the coating layer to be formed are maintained within the range where the effects of the present invention are exhibited.
被覆層の厚さは、十分な耐摩耗性を確保するため、及び、均一に塗布・形成するために、1μm以上とすることが好ましい。一方、均一な導電性を実現するため、及び、導電ローラ全体の変形性を維持するために、100μm以下とすることが好ましい。被覆層の厚さは、その硬度等をも考慮して、適宜選択するとよい。 The thickness of the coating layer is preferably 1 μm or more in order to ensure sufficient wear resistance and to uniformly apply and form the coating layer. On the other hand, in order to realize uniform conductivity and to maintain the deformability of the entire conductive roller, the thickness is preferably 100 μm or less. The thickness of the coating layer may be appropriately selected in consideration of its hardness and the like.
被覆層の形成には、被覆層形成用の原料を液状として、弾性体層表面に塗布する方法を利用することができる。この被覆層形成用の原料の塗布方法は、特に限定されないが、エアースプレー、ロールコート、カーテンコート、ディッピング等の方法により、弾性体層表面に均一に塗布することが好ましい。その後、必要に応じ加熱処理を行う場合がある。 For forming the coating layer, a method of applying the raw material for forming the coating layer as a liquid to the surface of the elastic layer can be used. The method of applying the raw material for forming the coating layer is not particularly limited, but it is preferable to apply uniformly to the surface of the elastic layer by a method such as air spray, roll coating, curtain coating, or dipping. Thereafter, heat treatment may be performed as necessary.
また、2層のローラ層を有する本発明の導電ローラの抵抗値は104〜1010Ωであることが好ましい。 The resistance value of the conductive roller of the present invention having two roller layers is preferably 10 4 to 10 10 Ω.
以上のような導電ローラは、電子写真装置の各種ローラ(帯電ローラ、現像ローラなど)として利用できる。また、電子写真装置に着脱可能なプロセスカートリッジの各種ローラとしても利用できる。 The conductive roller as described above can be used as various rollers (charging roller, developing roller, etc.) of the electrophotographic apparatus. It can also be used as various rollers for process cartridges that can be attached to and detached from the electrophotographic apparatus.
ここで、電子写真装置の構成の一例を図3に示す。図3の電子写真装置において、現像ローラ25は感光体21及び現像材供給ローラ26に接する状態で具備される。現像装置24の現像容器34に入れられた現像材28が、現像材供給ローラ26によって現像ローラ25に供給される。このときその量が現像材規制部材27で調整される。一方、帯電ローラ22で帯電された感光体21上にレーザー光23により像が形成され、現像ローラ25から現像材が付着する。その後、感光体21と転写ローラ29との間を紙33が通過することで現像材が紙に転写され、さらに定着ローラ32によって現像材が紙上に定着される。感光体21上に残った現像材は、クリーニングブレード30によって掻き取られ、廃トナー容器31に落とされる。
An example of the configuration of the electrophotographic apparatus is shown in FIG. In the electrophotographic apparatus of FIG. 3, the developing roller 25 is provided in contact with the
プロセスカートリッジは、所定の部品をカートリッジ形式でまとめて構成したものであり、電子写真装置に着脱可能なものである。例えば、帯電ローラ22、クリーニングブレード30、廃トナー容器31および/または感光体21を具備するもの、現像ローラ25、現像材供給ローラ26、現像材規制部材27、現像材28および現像容器34を具備するものなどが挙げられる。
The process cartridge is configured by collecting predetermined parts in a cartridge form, and is detachable from the electrophotographic apparatus. For example, the apparatus includes a charging roller 22, a cleaning blade 30, a
以下に、実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。これら実施例は、本発明における最良の実施形態の一例ではあるものの、本発明は、実施例によって、何ら限定されるものではない。実施例に示す手法で作製される導電ローラは、電子写真装置で使用されるローラとして好適に使用できる。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. These examples are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to the examples. The conductive roller produced by the method shown in the embodiment can be suitably used as a roller used in an electrophotographic apparatus.
なお、以下に記載する具体例では、特に明記しない限り、各例において利用される試薬等は、市販の高純度品を用いた。また、各実施例、比較例において導電ローラ構成材料の作製に用いたポリオール成分、イソシアネート化合物について表1、表2に示す。 In the specific examples described below, commercially available high-purity products were used as reagents used in the respective examples unless otherwise specified. Tables 1 and 2 show the polyol component and the isocyanate compound used in the production of the conductive roller constituting material in each example and comparative example.
<単層導電ローラの実施例>
(実施例1)
軸芯体をSUM製(外径φ6mm)の軸芯金とし、ローラ層として、導電性を付与した弾性体層のみを形成した導電ローラを作製した。なお、導電剤として、イオン導電剤(LiTFSI(商品名):森田化学工業社製)およびカーボンブラック(MA−100(商品名):三菱化学社製)を適宜添加し、この導電ローラを当接した際の電気抵抗が106Ω、かつ、弾性体層のAsker−C硬度が90°になるように、導電剤の添加量を調整した。
<Example of single-layer conductive roller>
Example 1
A shaft roller made of SUM (outer diameter φ6 mm) was used as the shaft core, and a conductive roller was formed in which only an elastic layer provided with conductivity was formed as the roller layer. As a conductive agent, an ionic conductive agent (LiTFSI (trade name): manufactured by Morita Chemical Co., Ltd.) and carbon black (MA-100 (trade name): manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) are appropriately added, and this conductive roller is brought into contact with the conductive roller. The addition amount of the conductive agent was adjusted so that the electrical resistance was 10 6 Ω and the Asker-C hardness of the elastic layer was 90 °.
ポリエーテル成分として、分子量1800、水酸基価61の共重合グリコール(PTXG1800(商品名):旭化成株式会社製、構造式は下記式(4))を100質量部秤量したものに、イオン導電剤を0.7質量部添加し、80℃で1時間真空脱泡し、脱水作業をおこなった。つぎに、イソシアネート化合物(TDI、コロネートT−100(商品名):日本ポリウレタン工業株式会社製)を25質量部混合して、窒素雰囲気下で80℃にて3時間反応させ、遊離イソシアネート濃度(以下NCO%と略記する)5.9%のウレタンプレポリマーを得た。 As a polyether component, an ionic conductive agent was added to a weighed 100 parts by mass of a copolymer glycol having a molecular weight of 1800 and a hydroxyl value of 61 (PTXG1800 (trade name): manufactured by Asahi Kasei Corporation, the structural formula is the following formula (4)). .7 parts by mass was added and vacuum degassing was performed at 80 ° C. for 1 hour to perform dehydration. Next, 25 parts by mass of an isocyanate compound (TDI, Coronate T-100 (trade name): manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) was mixed and reacted at 80 ° C. for 3 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a free isocyanate concentration (hereinafter referred to as “free isocyanate”). A 5.9% urethane prepolymer was obtained (abbreviated as NCO%).
つぎに、先のウレタンプレポリマーを80℃で1時間真空脱泡し、脱水作業をおこなったあと、このウレタンプレポリマーを100質量部秤量して、これに1,4−ブタンジオール4質量部およびトリメチロールプロパン2質量部を添加して攪拌混合をおこなった。軸芯体となる芯金を金型にセットして、90℃に予備加熱した金型に上記の混合物を流し込んで注型して140℃で1時間硬化反応させた。その後、脱型し、110℃で6時間2次硬化をおこなった後、表面を研磨して表面粗さRzを10から15μmに調整し、軸芯体の外周面にウレタンエラストマーが形成された外径φ10mmの導電ローラを得た。 Next, the urethane prepolymer was vacuum degassed at 80 ° C. for 1 hour, and after dehydration, 100 parts by mass of the urethane prepolymer was weighed, and 4 parts by mass of 1,4-butanediol and 2 parts by mass of trimethylolpropane was added and mixed with stirring. A core metal to be a shaft core was set in a metal mold, and the above mixture was poured into a metal mold preheated to 90 ° C., followed by curing reaction at 140 ° C. for 1 hour. Then, after removing the mold and performing secondary curing at 110 ° C. for 6 hours, the surface was polished to adjust the surface roughness Rz to 10 to 15 μm, and the outer surface where the urethane elastomer was formed on the outer peripheral surface of the shaft core body. A conductive roller having a diameter of 10 mm was obtained.
(実施例2)
実施例1においてウレタンプレポリマーの形成時に使用した共重合グリコール100質量部の代わりに、その共重合グリコールを50質量部と、分子量2000、水酸基価55のポリテトラメチレンエーテルグリコール(L−2000(商品名):保土谷化学工業株式会社製、ネオペンチレンオキシド構造単位含まず)を50質量部とを秤量したものを用いる以外は実施例1と同様の手法により、NCO%が6.1%のウレタンプレポリマーを得た。
(Example 2)
In place of 100 parts by mass of the copolymer glycol used in forming the urethane prepolymer in Example 1, 50 parts by mass of the copolymer glycol, polytetramethylene ether glycol (L-2000 (product of molecular weight 2000), hydroxyl value 55 Name): manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., excluding neopentylene oxide structural unit) and weighing 50 parts by mass, the same procedure as in Example 1 was used, and NCO% was 6.1%. A urethane prepolymer was obtained.
このウレタンプレポリマーを使用した以外は実施例1と同様の手法で弾性体層を形成し、外径φ10mmの導電ローラを得た。 An elastic layer was formed in the same manner as in Example 1 except that this urethane prepolymer was used to obtain a conductive roller having an outer diameter of 10 mm.
(実施例3)
実施例1においてウレタンプレポリマーの形成時に使用した共重合グリコール100質量部の代わりに、その共重合グリコールを50質量部と、分子量2000、水酸基価55のポリプロピレングリコール(ED56(商品名):三井武田ケミカル株式会社製、ネオペンチレンオキシド構造単位含まず)を50質量部とを秤量したものを用いる以外は実施例1と同様の手法により、NCO%が6.1%のウレタンプレポリマーを得た。
(Example 3)
In place of 100 parts by mass of the copolymerized glycol used in forming the urethane prepolymer in Example 1, 50 parts by mass of the copolymerized glycol, polypropylene glycol having a molecular weight of 2000 and a hydroxyl value of 55 (ED56 (trade name): Takeda Mitsui) A urethane prepolymer having an NCO% of 6.1% was obtained in the same manner as in Example 1, except that 50 parts by mass of Neopentylene oxide structural unit manufactured by Chemical Co., Ltd. was used. .
このウレタンプレポリマーを使用した以外は実施例1と同様の手法で弾性体層を形成し、外径φ10mmの導電ローラを得た。 An elastic layer was formed in the same manner as in Example 1 except that this urethane prepolymer was used to obtain a conductive roller having an outer diameter of 10 mm.
(比較例1)
実施例1においてウレタンプレポリマーの形成時に使用した共重合グリコールの代わりに、分子量2000、水酸基価55のポリテトラメチレンエーテルグリコール(L−2000(商品名):保土谷化学工業株式会社製を用いる以外は実施例1と同様の手法により、NCO%が6.3%のウレタンプレポリマーを得た。
(Comparative Example 1)
Instead of the copolymer glycol used in forming the urethane prepolymer in Example 1, a polytetramethylene ether glycol having a molecular weight of 2000 and a hydroxyl value of 55 (L-2000 (trade name): manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) was used. In the same manner as in Example 1, a urethane prepolymer having an NCO% of 6.3% was obtained.
このウレタンプレポリマーを使用した以外は実施例1と同様の手法で弾性体層を形成し、外径φ10mmの導電ローラを得た。 An elastic layer was formed in the same manner as in Example 1 except that this urethane prepolymer was used to obtain a conductive roller having an outer diameter of 10 mm.
(比較例2)
実施例1においてウレタンプレポリマーの形成時に使用した共重合グリコールの代わりに、分子量2000、水酸基価55のポリプロピレングリコール(ED56(商品名):三井武田ケミカル株式会社製を用いる以外は実施例1と同様の手法により、NCO%が6.3%のウレタンプレポリマーを得た。
(Comparative Example 2)
Example 1 is the same as Example 1 except that polypropylene glycol having a molecular weight of 2000 and a hydroxyl value of 55 (ED56 (trade name): manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) is used instead of the copolymer glycol used in forming the urethane prepolymer. By this method, a urethane prepolymer having an NCO% of 6.3% was obtained.
このウレタンプレポリマーを使用した以外は実施例1と同様の手法で弾性体層を形成し、外径φ10mmの導電ローラを得た。 An elastic layer was formed in the same manner as in Example 1 except that this urethane prepolymer was used to obtain a conductive roller having an outer diameter of 10 mm.
<多層(2層)導電ローラの実施例>
(実施例4)
ローラ層として、それぞれ導電性を付与した弾性体層及び被覆層を形成した導電ローラを作製した。なお、導電剤として、カーボンブラック(MA−100(商品名):三菱化学社製)を適宜添加し、導電ローラを当接した際の電気抵抗が105〜106Ωとなるように、導電剤の添加量を調整した。
<Example of multilayer (two-layer) conductive roller>
Example 4
As the roller layer, a conductive roller was formed in which an elastic layer and a coating layer each imparting conductivity were formed. As a conductive agent, carbon black (MA-100 (trade name): manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) is added as appropriate so that the electric resistance when contacting the conductive roller is 10 5 to 10 6 Ω. The addition amount of the agent was adjusted.
軸芯体としては、SUM製の芯金(外径φ8mm)の表面にニッケル・メッキを施し、さらに、その外周面に接着剤(シランカップリング剤、東レ・ダウコーニング社製)を塗布、焼き付けしたものを用いた。この軸芯体を金型に配置し、この金型内に形成されたキャビティに液状であるシリコーンゴム1(東レ・ダウコーニングシリコーン製)を注入した。続いて、金型を加熱して、注入されたシリコーンゴムを150℃にて30分間加熱処理を施して、硬化させた。冷却後、脱型し、さらに、150℃にて30分間加熱処理を施すことで、厚さ4mmの弾性体層を軸芯体の外周面上に設けた。得られた弾性体層のAsker−C硬度は32゜であり、圧縮永久歪みは、1.9%であった。 As the shaft core body, nickel plating is applied to the surface of the SUM core metal (outer diameter φ8mm), and an adhesive (silane coupling agent, manufactured by Toray Dow Corning) is applied to the outer peripheral surface and baked. What was done was used. This shaft core was placed in a mold, and liquid silicone rubber 1 (made by Toray Dow Corning Silicone) was injected into a cavity formed in the mold. Subsequently, the mold was heated, and the injected silicone rubber was cured by heating at 150 ° C. for 30 minutes. After cooling, the mold was removed, and a heat treatment was performed at 150 ° C. for 30 minutes to provide an elastic body layer having a thickness of 4 mm on the outer peripheral surface of the shaft core body. The obtained elastic layer had an Asker-C hardness of 32 ° and a compression set of 1.9%.
一方、共重合グリコール(PTXG1000(商品名):分子量1000:旭化成株式会社製)100質量部に1,4−ブタンジオール6.8質量部およびトリメチロールプロパン1質量部を添加して、さらにイソシアネート化合物(コロネートT−100(商品名):日本ポリウレタン工業株式会社製)15質量部混合、攪拌後、反応させて、分子量13000、水酸基価40のプレポリマータイプポリオールを得た。 On the other hand, 6.8 parts by mass of 1,4-butanediol and 1 part by mass of trimethylolpropane were added to 100 parts by mass of copolymer glycol (PTXG1000 (trade name): molecular weight 1000: manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.), and further an isocyanate compound. (Coronate T-100 (trade name): manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) After mixing and stirring, 15 parts by mass, a prepolymer type polyol having a molecular weight of 13,000 and a hydroxyl value of 40 was obtained.
上記プレポリマータイプポリオールに、イソシアネート化合物(ウレタン変性MDI、サンプレンP−665(商品名):三洋化成工業株式会社製)71.2質量部を加えて、[NCO]/[OH]の値は1.2となるようにした。上記原料混合液に有機溶剤(メチルエチルケトン)を加え固形分20質量%となるように調整したものにPMMA樹脂粒子(φ15μm)を15質量部を加えて、均一分散、混合したものを被覆層形成用の原料液とした。 71.2 parts by mass of an isocyanate compound (urethane-modified MDI, Samprene P-665 (trade name): manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.) is added to the prepolymer type polyol, and the value of [NCO] / [OH] is 1. .2 An organic solvent (methyl ethyl ketone) is added to the above raw material mixture to adjust the solid content to 20% by mass, and 15 parts by mass of PMMA resin particles (φ15 μm) are added and uniformly dispersed and mixed for coating layer formation A raw material liquid was prepared.
この被覆層形成用の原料液中に、上記の弾性体層の形成を終えた軸芯体を浸漬して、弾性体層の外表面をコーティングした後、引上げて自然乾燥させた。次いで、140℃にて60分間加熱処理することで、コーティングされた被覆層形成用の原料の硬化を行ない、厚さ20μm、表面粗さ(Rz)6〜9μmになるように被覆層を弾性体層の外周面上に積層させて、外径φ16mmの導電ローラを得た。 The shaft core body after the formation of the elastic body layer was immersed in the raw material liquid for forming the coating layer to coat the outer surface of the elastic body layer, and then pulled up and naturally dried. Subsequently, the coated raw material for forming the coating layer is cured by heating at 140 ° C. for 60 minutes, and the coating layer is formed into an elastic body so as to have a thickness of 20 μm and a surface roughness (Rz) of 6 to 9 μm. A conductive roller having an outer diameter of 16 mm was obtained by laminating on the outer peripheral surface of the layer.
(実施例5)
実施例4においてプレポリマータイプポリオールの形成時に使用した共重合グリコール100質量部の代わりに、その共重合グリコール50質量部とテトラメチレングリコール(PTG1000SN(商品名):分子量1000:保土谷化学株式会社製、ネオペンチレンオキシド構造単位含まず)50質量部との混合物を用いた以外は、実施例4と同様の手法で導電ローラを得た。
(Example 5)
Instead of 100 parts by weight of the copolymerized glycol used in forming the prepolymer type polyol in Example 4, 50 parts by weight of the copolymerized glycol and tetramethylene glycol (PTG1000SN (trade name): molecular weight 1000: manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) A conductive roller was obtained in the same manner as in Example 4 except that a mixture with 50 parts by mass (not including neopentylene oxide structural unit) was used.
(実施例6)
実施例4においてプレポリマータイプポリオールの形成時に使用した共重合グリコール100質量部の代わりに、その共重合グリコール50質量部とポリプロピレングリコール(Diol−1000(商品名):分子量1000:三井武田ケミカル株式会社製、ネオペンチレンオキシド構造単位含まず)50質量部との混合物を用いた以外は、実施例4と同様の手法で導電ローラを得た。
(Example 6)
Instead of 100 parts by weight of the copolymerized glycol used in forming the prepolymer type polyol in Example 4, 50 parts by weight of the copolymerized glycol and polypropylene glycol (Diol-1000 (trade name): molecular weight 1000: Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) A conductive roller was obtained in the same manner as in Example 4 except that a mixture with 50 parts by mass) (excluding manufactured neopentylene oxide structural unit) was used.
(比較例3)
実施例4においてプレポリマータイプポリオールの形成時に使用した共重合グリコールの代わりに、テトラメチレングリコール(PTG1000SN(商品名):分子量1000:保土谷化学株式会社製)を用いたこと以外は、実施例4と同様の手法で導電ローラを得た。
(Comparative Example 3)
Example 4 except that tetramethylene glycol (PTG1000SN (trade name): molecular weight 1000: manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.) was used instead of the copolymerized glycol used in forming the prepolymer type polyol in Example 4. A conductive roller was obtained by the same method.
(比較例4)
実施例4においてプレポリマータイプポリオールの形成時に使用した共重合グリコールの代わりに、ポリプロピレングリコール(Diol−1000(商品名):分子量1000:三井武田ケミカル株式会社製)を用いたこと以外は、実施例4と同様の手法で導電ローラを得た。
(Comparative Example 4)
Example 4 except that polypropylene glycol (Diol-1000 (trade name): molecular weight 1000: manufactured by Mitsui Takeda Chemical Co., Ltd.) was used in place of the copolymerized glycol used in the formation of the prepolymer type polyol in Example 4. A conductive roller was obtained in the same manner as in No. 4.
(比較例5)
実施例4においてプレポリマータイプポリオールの形成時に使用した共重合グリコールの代わりに、ポリエステルポリオール(ニッポラン4002(商品名):分子量1000:日本ポリウレタン工業株式会社製、ネオペンチレンオキシド構造単位含まず)を用いたこと以外は、実施例4と同様の手法で導電ローラを得た。
(Comparative Example 5)
Instead of the copolymer glycol used in the formation of the prepolymer type polyol in Example 4, a polyester polyol (Nipporan 4002 (trade name): molecular weight 1000: manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., excluding neopentylene oxide structural unit) was used. A conductive roller was obtained in the same manner as in Example 4 except that it was used.
<特性の評価:単層導電ローラ>
実施例1〜3ならびに比較例1及び2で作製された導電ローラを帯電ローラとして、図3に示すような帯電ローラ22、クリーニングブレード30、廃トナー容器31および感光体21を具備するプロセスカートリッジに組み込み、また、そのカートリッジを図3に示すような電子写真装置に組み込み、以下の通り評価した。表1に、その評価結果を示す。
<Evaluation of characteristics: single-layer conductive roller>
A process cartridge including a charging roller 22, a cleaning blade 30, a
<帯電均一性およびゴースト(画像耐久性)>
高温/高湿環境(30℃、80%RH、略号:H/H)、低温/低湿環境(15℃、10%RH、略号:L/L)の各環境下において連続12000枚の画像出し耐久試験ののちの、画像評価をおこなった。画像は、書き出しから感光体1回転目の部分に25mm角の正方形のベタ黒部分を並べ、感光体2回転目以降に1ドットをケイマパターンで印字したハーフトーン画像として、ゴーストの有無を評価した。また、ハーフトーン部において、ポチ及びスジ状の画像欠陥の有無により帯電均一性を評価した。また、この時、感光体の表面電位VDは、−400Vとなるように各環境において印加電圧を調節して画像を出力した。
◎:画像欠陥またはゴーストがみられないもの
○:画像欠陥またはゴーストがごくわずかにみられるが影響のないもの
△:画像欠陥またはゴーストが薄くみられ画像に影響するもの
×:画像欠陥またはゴーストが明瞭にみられ画像に影響するもの
実施例1〜3、比較例1は高温/高湿環境下、低温/低湿環境下においての帯電均一性評価において問題の無いレベルであった。比較例2は高温/高湿環境において画像上にスジが発生し画像欠陥として現れた。また、実施例1〜3は両環境下においてゴーストは発生しなかったが、比較例1、2は低温/低湿環境下においてゴーストがみられた。
<Charge uniformity and ghost (image durability)>
Endurance for image output of 12,000 sheets in a high temperature / high humidity environment (30 ° C., 80% RH, abbreviation: H / H) and low temperature / low humidity environment (15 ° C., 10% RH, abbreviation: L / L) Image evaluation was performed after the test. The image was evaluated for the presence or absence of a ghost as a halftone image in which a square black portion of 25 mm square was arranged on the first rotation of the photoconductor from the start of writing, and one dot was printed with a comma pattern after the second rotation of the photoconductor. . Further, in the halftone part, the charging uniformity was evaluated by the presence / absence of spot-like and streak-like image defects. At this time, the image was output by adjusting the applied voltage in each environment so that the surface potential VD of the photoconductor was -400V.
◎: Image defect or ghost is not observed ○: Image defect or ghost is slightly observed but not affected Δ: Image defect or ghost is thinly observed and affects image ×: Image defect or ghost What is clearly seen and affects the image Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were at a level with no problem in the evaluation of charging uniformity in a high temperature / high humidity environment and a low temperature / low humidity environment. In Comparative Example 2, streaks were generated on the image in a high temperature / high humidity environment and appeared as image defects. In Examples 1 to 3, no ghost was generated in both environments, but in Comparative Examples 1 and 2, a ghost was observed in a low temperature / low humidity environment.
<圧接跡>
カートリッジの状態で、過酷高温/高湿環境下(40℃、95%RH、略号:過酷H/H)および過酷低温環境下(−20℃、略号:過酷L)で30日間放置した後、J/J環境下(常温、常湿)に移動し、1日放置後プリンター本体にカートリッジを組み込み、画像の評価をおこなった。
◎:圧接跡が画像上にみられないもの
○:圧接跡がごく薄くみられるが画像に影響のないもの
△:圧接跡が薄くみられ、画像に影響するもの
×:圧接跡が明瞭にみられ、画像に影響するもの
(過酷高温/高湿環境)
実施例1で作製した導電ローラ上の圧接跡は画像上ほとんど見られず良好な結果が得られた。実施例2、3、比較例1、2で作製した導電ローラでは画像上圧接跡が薄く確認されたが実用上問題の無いレベルであった。
<Pressure contact marks>
After leaving the cartridge in a severe high temperature / high humidity environment (40 ° C., 95% RH, abbreviation: severe H / H) and a severe low temperature environment (−20 ° C., abbreviation: severe L) for 30 days, J / J environment (room temperature, normal humidity), left for one day, and then installed a cartridge in the printer body to evaluate the image.
◎: Press-contact marks are not visible on the image ○: Press-contact marks are very thin but do not affect the image △: Press-contact marks are thin and affect the image ×: The press-contact marks are clearly visible That affect the image (Severe high temperature / high humidity environment)
The press contact mark on the conductive roller produced in Example 1 was hardly seen on the image, and good results were obtained. The conductive rollers produced in Examples 2 and 3 and Comparative Examples 1 and 2 were confirmed to have a thin pressure contact mark on the image, but the level was not practically problematic.
(過酷低温環境)
実施例1で作製した弾性ローラ上の圧接跡は画像上ほとんど見られず良好な結果が得られた。実施例2、3で作製した弾性ローラでは圧接跡が画像上薄く確認されたが実用上問題の無いレベルであった。比較例1、2では圧接跡が画像上に見受けられ問題となるレベルにあった。結果から、過酷の低温環境下においても、本発明における実施例の良好さが現れるかたちとなった。
(Severe low temperature environment)
The pressure contact trace on the elastic roller produced in Example 1 was hardly seen on the image, and good results were obtained. In the elastic rollers manufactured in Examples 2 and 3, the pressure contact trace was confirmed to be thin on the image, but it was at a level causing no practical problem. In Comparative Examples 1 and 2, the pressure contact trace was found on the image and was at a problem level. From the results, the goodness of the examples of the present invention appeared even in a severe low temperature environment.
<総合評価>
上記の評価結果に基づき、総合的な性能評価を行い、下記する4区分に評価した。
◎:極めて良好
○:良好
△:やや難点を有し、実用上問題となる
×:明らかな問題があり、実用できるレベルにはない
総合的に評価すると、実施例1〜3で作製された導電ローラは、過酷環境化におけるセット性能、高温/高湿から低温/低湿環境下における画像特性、いずれの項目ともに、実用上問題となる難点はなく、良好以上と評価された。その中でも、実施例1で作製された導電ローラは、極めて良好と評価された。
<Comprehensive evaluation>
Based on the above evaluation results, a comprehensive performance evaluation was performed, and the following four categories were evaluated.
◎: Extremely good ○: Good △: Slightly difficult and problematic for practical use ×: Clear problem, not at a practical level When evaluated comprehensively, the conductive materials produced in Examples 1 to 3 The roller was evaluated as being good or better with no problems in practical use in any of the setting performance in a harsh environment and image characteristics in a high temperature / high humidity to low temperature / low humidity environment. Among them, the conductive roller produced in Example 1 was evaluated as extremely good.
※樹脂成分中の数値は質量部
<特性の評価:多層(2層)導電ローラ>
実施例4〜6ならびに比較例3〜5で作製された導電ローラを現像ローラとして、図3に示すような現像ローラ25、現像材供給ローラ26、現像材規制部材27、現像材28および現像容器34を具備するプロセスカートリッジに組み込み、また、そのカートリッジを図3に示すような電子写真装置に組み込み、以下の通り評価した。表2にその評価結果を示す。
* Numerical values in resin component are parts by mass. <Evaluation of characteristics: Multi-layer (2 layers) conductive roller>
The developing roller 25, the
<圧接跡>
カートリッジの状態で、過酷高温/高湿環境下(40℃、95%RH、略号:過酷H/H)および過酷低温環境下(−20℃、略号:過酷L)で30日間放置した後、J/J環境下(常温、常湿)に移動し、1日放置後プリンター本体にカートリッジを組み込み、画像の評価をおこなった。
◎:圧接跡が画像上にみられないもの
○:圧接跡がごく薄くみられるが画像に影響のないもの
△:圧接跡が薄くみられ、画像に影響するもの
×:圧接跡が明瞭にみられ、画像に影響するもの
(過酷高温/高湿環境)
実施例4〜6、比較例3、4で作製した導電ローラでは画像上圧接跡が薄く確認されたが実用上問題の無いレベルであった。比較例5では圧接跡が見られ画像上問題となるレベルにあった。
<Pressure contact marks>
After leaving the cartridge in a severe high temperature / high humidity environment (40 ° C., 95% RH, abbreviation: severe H / H) and a severe low temperature environment (−20 ° C., abbreviation: severe L) for 30 days, J / J environment (room temperature, normal humidity), left for one day, and then installed a cartridge in the printer body to evaluate the image.
◎: Press-contact marks are not visible on the image ○: Press-contact marks are very thin but do not affect the image △: Press-contact marks are thin and affect the image ×: The press-contact marks are clearly visible That affect the image (Severe high temperature / high humidity environment)
In the conductive rollers prepared in Examples 4 to 6 and Comparative Examples 3 and 4, the image pressure contact mark was confirmed to be thin, but it was at a level that had no practical problem. In Comparative Example 5, pressure contact traces were observed and the image was problematic.
(過酷低温環境)
実施例4で作製した導電ローラ上の圧接跡は画像上ほとんど見られず良好な結果が得られた。実施例5、6で作製した導電ローラでは圧接跡が画像上薄く確認されたが実用上問題の無いレベルであった。比較例3、4では圧接跡が画像上に見受けられ問題となるレベルにあった。比較例5では特に悪い結果となった。結果から、過酷の低温環境下においては、本発明の実施例における機械的弾性の良好さが現れるかたちとなった。
(Severe low temperature environment)
The press-contact marks on the conductive roller produced in Example 4 were hardly seen on the image, and good results were obtained. In the conductive rollers produced in Examples 5 and 6, the pressure contact trace was confirmed to be thin on the image, but it was at a level causing no practical problem. In Comparative Examples 3 and 4, the pressure contact trace was found on the image and was at a problem level. In Comparative Example 5, a particularly bad result was obtained. From the results, in the severe low temperature environment, the mechanical elasticity good in the examples of the present invention appeared.
<画像性能>
高温/高湿環境下(30℃、80%RH、略号:H/H)および低温/低湿環境下(15℃、10%RH、略号:L/L)で連続画像形成を行い、12k後の画像における問題の有無を判断した。
◎:画像上問題がなく良好なもの
○:濃淡やかぶりがわずかに見られるが、画像上問題とならないもの
△:濃淡やかぶりが確認され、問題となるもの
×:濃淡やかぶりが明らかに確認されるもの
実施例4〜6、比較例3〜5で作製した導電ローラは、12k後の画像評価においては、H/H環境下で実施例と比較例で顕著な差が見受けられた。実施例4及び5では画像上良好であったが、それ以外では濃淡むらが発生し、比較例4、5ではかぶりが悪化し問題となるものであった。特に比較例5ではかなり状態の悪いものであった。
<Image performance>
Continuous image formation was performed under high temperature / high humidity environment (30 ° C., 80% RH, abbreviation: H / H) and low temperature / low humidity environment (15 ° C., 10% RH, abbreviation: L / L). The presence or absence of a problem in the image was judged.
◎: Good with no problem on image ○: Slight shading or fogging is observed, but there is no problem with image △: Shading or fogging is confirmed, and problematic X: Clearly confirms shading and fogging What was done In the conductive rollers prepared in Examples 4 to 6 and Comparative Examples 3 to 5, in the image evaluation after 12k, a remarkable difference was observed between the examples and the comparative examples in the H / H environment. In Examples 4 and 5, the image quality was good, but in other cases, uneven shading occurred, and in Comparative Examples 4 and 5, the fog deteriorated and became a problem. In particular, Comparative Example 5 was in a very bad state.
<総合評価>
上記の評価結果に基づき、総合的な性能評価を行い、下記する4区分に評価した。
◎:極めて良好
○:良好
△:やや難点を有し、実用上問題となる
×:明らかな問題があり、実用できるレベルにはない
総合的に評価すると、実施例4〜6で作製された導電ローラは、過酷環境化における圧接跡、高温/高湿から低温/低湿環境下における画像(初期、耐久後)、いずれの項目ともに、実用上問題となる難点はなく、良好以上と評価された。その中でも、実施例4で作製された弾性ローラは、総合的には、極めて良好と評価された。
<Comprehensive evaluation>
Based on the above evaluation results, a comprehensive performance evaluation was performed, and the following four categories were evaluated.
◎: Extremely good ○: Good △: Slightly difficult and problematic in practical use ×: Clear problem, not at a practical level When evaluated comprehensively, the conductive materials produced in Examples 4 to 6 The roller was evaluated as being good or better without any problem in practical use in any of the items of pressure contact marks in a harsh environment and images in the high temperature / high humidity to low temperature / low humidity environment (initial stage and after durability). Among them, the elastic roller produced in Example 4 was evaluated as extremely good overall.
※樹脂成分中の数値は質量部
なお、本発明は、上述した具体例に示す条件に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲内において、種々の用途に応じて、実施の形態を変更の上、実施することができる。
* Numerical values in resin component are parts by mass.Note that the present invention is not limited to the conditions shown in the specific examples described above, and within the technical scope of the present invention, the embodiments are selected according to various applications. It can be implemented with changes.
1:導電ローラ
11:軸芯金(軸芯体)
12:弾性体層(基層)
13:被覆層(表層)
21:感光体
22:帯電ローラ
23:レーザー光
24:現像装置
25:現像ローラ
26:現像材供給ローラ
27:現像材規制部材
28:現像材
29:転写ローラ
30:クリーニングブレード
31:廃トナー容器
32:定着ローラ
33:紙
34:現像容器
1: Conductive roller 11: Shaft core (shaft core body)
12: Elastic layer (base layer)
13: Coating layer (surface layer)
21: Photoconductor 22: Charging roller 23: Laser beam 24: Developing device 25: Developing roller 26: Developing material supply roller 27: Developing material regulating member 28: Developing material 29: Transfer roller 30: Cleaning blade 31: Waste toner container 32 : Fixing roller 33: Paper 34: Developer container
Claims (6)
ネオペンチレンオキサイド構造単位を有するポリエーテル成分と、硬化剤成分と、を有する重合体を含むことを特徴とする電子写真装置用導電ローラ。 A conductive roller for an electrophotographic apparatus having a shaft core and a roller layer formed on the outer periphery of the shaft core, wherein the roller layer includes:
A conductive roller for an electrophotographic apparatus comprising a polymer having a polyether component having a neopentylene oxide structural unit and a curing agent component.
An electrophotographic apparatus using the electroconductive roller for an electrophotographic apparatus according to claim 1.
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