JP2009008907A - Toner supply roller - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-hardness toner supply roller including a polyurethane sponge layer which reduces environmental dependency of electric resistance value, reduces electric resistance and improves cell opening property of a surface thereof. <P>SOLUTION: The toner supply roller includes a metallic cylinder and the polyurethane sponge layer formed on an outer periphery of the metallic cylinder, wherein the polyurethane sponge layer is obtained by foaming and curing a polyurethane raw material comprising a polyol component, an isocyanate component, a polyester resin-based dispersant (A) comprising an adsorption group and a side chain having a mass average molecular weight of 9,000-50,000, and carbon black. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリなどの画像形成装置において用いられるトナー供給ローラに関する。   The present invention relates to a toner supply roller used in an image forming apparatus such as a copying apparatus, an image recording apparatus, a printer, or a facsimile.

従来から、複写装置、画像記録装置、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、電子写真感光体や静電記録誘電体等の像担持体上に形成した静電潜像を現像装置により現像して、トナー像として可視化することが行なわれている。このような現像装置においては、像担持体にトナーを付与して静電潜像を可視化する現像ローラにトナー(現像剤)を供給するためのトナー供給ローラが内蔵されている。   Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying apparatus, an image recording apparatus, a printer, or a facsimile, an electrostatic latent image formed on an image carrier such as an electrophotographic photosensitive member or an electrostatic recording dielectric is developed by a developing device. Thus, visualization as a toner image is performed. In such a developing device, a toner supply roller for supplying toner (developer) to a developing roller that visualizes an electrostatic latent image by applying toner to the image carrier is incorporated.

トナー供給ローラは、ポリウレタンスポンジ層中にトナーを含浸し、吐き出すことにより、トナーを現像ローラに供給する作用をもったローラである。現像ローラ表面のセルの開口部の開口全面積が該ウレタンスポンジ層のスキン層表面積の20%以上を占めていると、トナーの供給性に優れたものとなることが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   The toner supply roller is a roller having an action of supplying toner to the developing roller by impregnating the toner in the polyurethane sponge layer and discharging the toner. It is known that when the entire opening area of the opening of the cell on the surface of the developing roller occupies 20% or more of the surface area of the skin layer of the urethane sponge layer, the toner can be excellently supplied (for example, (See Patent Document 1).

しかしながら、低温低湿環境下で長期間放置された場合などにおいて、トナーのチャージアップ等により、層規制ブレードだけでは現像ローラによって像坦持体に付与するトナー量を制御できず、濃度薄等の画像不良が発生する場合があった。その解決手段として、トナー供給ローラの電気抵抗を低抵抗化(導電化)することが考えられる。   However, when left in a low-temperature and low-humidity environment for a long period of time, the toner amount applied to the image carrier by the developing roller cannot be controlled by the layer control blade alone due to toner charge-up, etc. Defects sometimes occurred. As a solution to this problem, it is conceivable to reduce the electrical resistance (conductivity) of the toner supply roller.

一方、低抵抗化したポリウレタンフォーム層を有する導電性ローラとしては、イオン導電剤を用いたものが知られている(例えば、特許文献2参照。)。ポリウレタンフォーム層にイオン導電剤を含有する導電性ローラは電気抵抗ムラが小さいことや電圧依存性が小さいなどの利点がある。   On the other hand, as a conductive roller having a polyurethane foam layer with reduced resistance, one using an ionic conductive agent is known (see, for example, Patent Document 2). A conductive roller containing an ionic conductive agent in the polyurethane foam layer has advantages such as low electrical resistance unevenness and low voltage dependency.

しかしながら、イオン導電剤を用いて、ポリウレタンフォーム層の電気抵抗を低抵抗化した場合、高温高湿下や低温低湿下といった環境により大きく電気抵抗値が変化することが知られており、様々な環境下において、安定した電気抵抗値を得ることは困難である。   However, when the electrical resistance of the polyurethane foam layer is lowered using an ionic conductive agent, it is known that the electrical resistance value changes greatly depending on the environment such as high temperature and high humidity or low temperature and low humidity. Below, it is difficult to obtain a stable electrical resistance value.

環境依存性が小さい、低抵抗化したポリウレタンフォーム層の形成方法として、従来より、あらかじめ導電性カーボンブラックを配合したポリウレタン原材料を用いてポリウレタンフォーム層を形成する方法が知られている。しかし、この方法では、導電性カーボンブラックの添加量の増加に伴いポリウレタン原材料液の粘度が上昇し、ポリウレタンフォーム層を形成する際にローラ表面のセルがスムースに破泡しないため、ローラ表面のセルが十分に開口しない場合があった。即ち、良好なセル構造を形成するため、添加する導電性カーボンブラックの量を制限しなければならなかった。このため、体積固有抵抗値が107Ω・cm以下であって、かつ、表面のセルが十分に開口した導電性ポリウレタンフォーム層を形成することは、実質上不可能であった。 As a method for forming a polyurethane foam layer having a low environmental dependency and a low resistance, a method of forming a polyurethane foam layer using a polyurethane raw material previously blended with conductive carbon black is conventionally known. However, in this method, the viscosity of the polyurethane raw material liquid increases with an increase in the amount of conductive carbon black added, and the cells on the roller surface do not bubble smoothly when forming the polyurethane foam layer. There was a case that did not open sufficiently. That is, in order to form a good cell structure, the amount of conductive carbon black to be added must be limited. For this reason, it was practically impossible to form a conductive polyurethane foam layer having a volume resistivity of 10 7 Ω · cm or less and having sufficiently open cells on the surface.

この問題を解決する方法として、導電性カーボンブラックに加えてアルキド樹脂系分散剤および/またはポリエステル樹脂系分散剤を含有させたポリウレタン原材料を用いてポリウレタンフォーム層を形成する方法が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。この方法によれば、ポリウレタン原材料液の粘度上昇が抑制され導電性カーボンブラックの添加量を増加しても、良好な発泡状態のポリウレタンフォーム層が得られることが開示されている(例えば、特許文献3参照。)。   As a method for solving this problem, a method of forming a polyurethane foam layer using a polyurethane raw material containing an alkyd resin dispersant and / or a polyester resin dispersant in addition to conductive carbon black has been proposed ( For example, see Patent Document 3.) According to this method, it is disclosed that a polyurethane foam layer having a good foamed state can be obtained even if the increase in the viscosity of the polyurethane raw material liquid is suppressed and the amount of conductive carbon black added is increased (for example, Patent Documents). 3).

ポリエステル樹脂系分散剤には、主に、カーボンブラックの表面電荷を変化させることで静電斥力を得て安定に分散させるものがある。また、相溶鎖をカーボンブラック表面に吸着させることにより、主に、立体障害を利用して粒子間の反発力を高めることで安定に分散させるものなどがある。一般的にポリウレタンフォーム層の原材料中に配合されるポリエステル樹脂系分散剤は、静電斥力を得るタイプのものである。   Some polyester resin-based dispersants are mainly dispersed by obtaining electrostatic repulsion by changing the surface charge of carbon black. In addition, there are those in which a compatible chain is adsorbed on the surface of carbon black and is stably dispersed mainly by using steric hindrance to increase the repulsive force between particles. Generally, the polyester resin-based dispersant blended in the raw material of the polyurethane foam layer is of a type that obtains electrostatic repulsion.

一方、インクや塗料に配合されるポリエステル樹脂系分散剤として、相溶鎖をカーボンブラック表面に吸着させることにより、立体障害を利用して粒子間の反発力を高めることで安定に分散させるタイプのものが使用されることはよく知られている。しかしながら、カーボンブラックを含有するポリウレタンフォーム層を形成するためのポリウレタン原材料については何ら検討されていない。また、静電斥力を得るタイプのポリエステル樹脂系分散剤を用いても、導電性カーボンブラックの添加量によっては、十分な粘度上昇抑制効果が得られないことがあった。このようなときには、トナー供給ローラのポリウレタンフォーム層表面のセルが十分に開口しなかったり、場合によっては全く開口しない場合や、必要な発泡倍率が得られず、トナー供給ローラが高硬度になってしまう場合があった。   On the other hand, as a polyester resin-based dispersant blended in inks and paints, it is a type that stably disperses by increasing the repulsive force between particles by using steric hindrance by adsorbing compatible chains on the surface of carbon black. It is well known that things are used. However, no investigation has been made on polyurethane raw materials for forming a polyurethane foam layer containing carbon black. Further, even when a polyester resin dispersant that obtains electrostatic repulsion is used, depending on the amount of conductive carbon black added, a sufficient increase in viscosity may not be obtained. In such a case, the cells on the surface of the polyurethane foam layer of the toner supply roller do not open sufficiently, or in some cases do not open at all, or the necessary expansion ratio cannot be obtained, and the toner supply roller becomes high in hardness. There was a case.

特開平09−274373号公報JP 09-274373 A 特開平11−292948号公報JP 11-292948 A 特開2003−98786号公報JP 2003-98786 A

本発明は、このような従来技術の事情を鑑みなされたものである。その解決課題とするところは、低電気抵抗で、かつ、該電気抵抗値の環境依存性が小さく、表面のセル開口性を向上したポリウレタンスポンジ層を有する、低硬度のトナー供給ローラを提供することである。   The present invention has been made in view of such circumstances of the prior art. The problem to be solved is to provide a low-hardness toner supply roller having a polyurethane sponge layer having a low electrical resistance, a small environmental dependence of the electrical resistance value, and an improved cell opening on the surface. It is.

上記課題を解決した本発明は、芯金と、該芯金の外周に形成されたポリウレタンスポンジ層とを有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンスポンジ層が、ポリオール成分、イソシアネート成分、吸着基と質量平均分子量が9000以上50000以下の側鎖からなるポリエステル樹脂系分散剤(A)及びカーボンブラックを含有するポリウレタン原材料を発泡硬化させて得られるものであることを特徴とするトナー供給ローラである。   The present invention which has solved the above problems is a toner supply roller having a cored bar and a polyurethane sponge layer formed on the outer periphery of the cored bar, wherein the polyurethane sponge layer comprises a polyol component, an isocyanate component, an adsorbing group and a mass average. A toner supply roller obtained by foaming and curing a polyurethane raw material containing a polyester resin dispersant (A) having a molecular weight of 9000 or more and 50000 or less and carbon black.

本発明によれば、濃度ムラや濃度薄といった問題を解決したトナー供給ローラを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a toner supply roller that solves the problems of uneven density and low density.

本発明のトナー供給ローラは、芯金と、該芯金の外周に形成されたポリウレタンスポンジ層とを有するトナー供給ローラである。前記ポリウレタンスポンジ層は、ポリオール成分、イソシアネート成分、吸着基と質量平均分子量が9000以上50000以下の側鎖からなるポリエステル樹脂系分散剤(A)及びカーボンブラックを含有するポリウレタン原材料を発泡硬化させて得られる。   The toner supply roller of the present invention is a toner supply roller having a cored bar and a polyurethane sponge layer formed on the outer periphery of the cored bar. The polyurethane sponge layer is obtained by foaming and curing a polyurethane raw material containing a polyol component, an isocyanate component, an adsorbing group, a polyester resin dispersant (A) having a weight average molecular weight of 9000 to 50000, and carbon black. It is done.

以下、本発明について述べる。   The present invention will be described below.

(トナー供給ローラ)
本発明のトナー供給ローラの実施形態の一例の概略構成を示す斜視図を図1に示す。図1に示されているように、トナー供給ローラ1は、円柱状の芯金2と、該芯金2の外周に形成されたポリウレタンスポンジ層3を有している。トナー供給ローラ1の芯金2の両端部位は、画像形成装置等のトナー供給ローラ駆動部等と組み合わされる部位であり、該部位にはポリウレタンスポンジ層3を設けない。
(Toner supply roller)
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an example of an embodiment of a toner supply roller of the present invention. As shown in FIG. 1, the toner supply roller 1 has a cylindrical cored bar 2 and a polyurethane sponge layer 3 formed on the outer periphery of the cored bar 2. Both end portions of the core metal 2 of the toner supply roller 1 are portions combined with a toner supply roller driving unit of an image forming apparatus or the like, and the polyurethane sponge layer 3 is not provided at these portions.

(芯金)
芯金2としては、従来のトナー供給ローラ用の芯金を用いることができる。芯金2は、例えば、鉄等の金属で作製することができる。芯金2の外径は、通常、2mm以上10mm以下とすることが好ましい。
(Core metal)
As the core 2, a conventional core for a toner supply roller can be used. The cored bar 2 can be made of a metal such as iron, for example. In general, the outer diameter of the cored bar 2 is preferably 2 mm or more and 10 mm or less.

(ポリウレタンスポンジ層)
ポリウレタンスポンジ層3は、ポリオール成分、イソシアネート成分、吸着基と質量平均分子量が9000以上50000以下の側鎖からなるポリエステル樹脂系分散剤(A)及びカーボンブラックを含有するポリウレタン原材料を発泡硬化させて得られる。
(Polyurethane sponge layer)
The polyurethane sponge layer 3 is obtained by foaming and curing a polyurethane raw material containing a polyol component, an isocyanate component, an adsorbing group, a polyester resin dispersant (A) having a weight average molecular weight of 9000 to 50,000, and carbon black, and carbon black. It is done.

ポリウレタンスポンジ層3は、表面のセル開口率が20%以上90%以下であることが好ましい。表面のセル開口率を20%以上とすると、トナー搬送量が安定化し、トナーを均一に供給することが出来る。また、セル開口率を90%以下とすると、このようなポリウレタンスポンジ層を容易に形成することができる。本発明においてセル開口率とは、ポリウレタンスポンジ層の表面の全表面積に対する開口したセルの占める表面積の百分率である。   The polyurethane sponge layer 3 preferably has a cell open area ratio of 20% or more and 90% or less. When the cell opening ratio on the surface is 20% or more, the toner conveyance amount is stabilized and the toner can be supplied uniformly. Further, when the cell opening ratio is 90% or less, such a polyurethane sponge layer can be easily formed. In the present invention, the cell opening ratio is a percentage of the surface area occupied by the opened cells with respect to the total surface area of the surface of the polyurethane sponge layer.

ポリウレタンスポンジ層3表面のセル開口率の調整は、ポリウレタン原材料中のポリオールの重合度、ポリウレタン原材料の組成や粘度、触媒の種類や使用量等を適切に選択する等によって行うことができる。また、ポリウレタンスポンジ層3の形成を円筒状金型のような成形型を用いておこなう場合には、ポリウレタン原材料と成形型内表面との接触角が適切な範囲となるように、該成形型の内表面を表面処理したり、離型剤を塗布してもよい。なお、ポリウレタンスポンジ層3表面のセル開口率を上記範囲に調整することが可能であれば、特に限定されず、好適な表面処理方法または離型剤を採用することができる。   The cell opening ratio on the surface of the polyurethane sponge layer 3 can be adjusted by appropriately selecting the degree of polymerization of the polyol in the polyurethane raw material, the composition and viscosity of the polyurethane raw material, the type and amount of catalyst used, and the like. In addition, when the polyurethane sponge layer 3 is formed using a mold such as a cylindrical mold, the mold of the mold is adjusted so that the contact angle between the polyurethane raw material and the inner surface of the mold is within an appropriate range. The inner surface may be surface-treated or a release agent may be applied. In addition, if the cell opening rate of the polyurethane sponge layer 3 surface can be adjusted to the said range, it will not specifically limit, A suitable surface treatment method or a mold release agent can be employ | adopted.

なお、ポリウレタンスポンジ層3は、通常、0.05g/cm3以上0.40g/cm3以下の密度を有するものが好ましく、0.07g/cm3以上0.35g/cm3以下の密度を有するものがより好ましい。ポリウレタンスポンジ層3が、この範囲の密度を有するものであるとトナー供給性が良好となり好ましい。 Incidentally, polyurethane sponge layer 3 is usually preferably has a density of 0.05 g / cm 3 or more 0.40 g / cm 3 or less, with a 0.07 g / cm 3 or more 0.35 g / cm 3 or less of the density More preferred. It is preferable that the polyurethane sponge layer 3 has a density in this range because the toner supply property is good.

(ポリウレタンスポンジ層の形成方法)
ポリウレタンスポンジ層3の形成を成形型を用いて行う場合には、内表面が、エチレングリコールの接触角で85度以上である成形型に、前記ポリウレタン原材料を注入し、加熱して、発泡硬化して、ポリウレタンスポンジ層3を形成させることが好ましい。内表面が、エチレングリコールの接触角で85度以上である成形型を用いると、該成形型の少なくともキャビティ内面を構成する表面と、そのポリウレタン原材料との非相溶作用乃至は表面張力作用により、ポリウレタン原材料の不存在部分が生じる。通常、ポリウレタン原材料の不存在部分は、液状のポリウレタン原材料の発泡硬化にて生じるセルの成形型内表面に最も近接する部分、換言すればスキン層の厚さが最も薄くなるセル中央部相当部位に生じる。これによって、形成されるポリウレタンスポンジ層表面のスキン層に開口部が生じ、この開口部を通じて、セルが外部に開口するようになるのである。この成形型内表面のエチレングリコールの接触角が85度よりも小さくなると、該成形型内表面とポリウレタン原材料との間に充分な非相溶作用乃至は表面張力作用による効果が発揮できず、セル開口にムラが生じ、また充分な開口径となりにくくなると考えられる。
(Polyurethane sponge layer forming method)
When the polyurethane sponge layer 3 is formed using a mold, the polyurethane raw material is injected into a mold having an inner surface of an ethylene glycol contact angle of 85 degrees or more, heated, and foam-cured. Thus, the polyurethane sponge layer 3 is preferably formed. When using a mold whose inner surface has an ethylene glycol contact angle of 85 degrees or more, due to incompatibility or surface tension action between the surface constituting at least the cavity inner surface of the mold and the polyurethane raw material, The absence of polyurethane raw material results. Usually, the non-existing portion of the polyurethane raw material is the portion closest to the inner surface of the cell mold caused by the foam hardening of the liquid polyurethane raw material, in other words, the portion corresponding to the central portion of the cell where the thickness of the skin layer is the thinnest. Arise. As a result, an opening is formed in the skin layer on the surface of the formed polyurethane sponge layer, and the cell opens to the outside through this opening. If the contact angle of ethylene glycol on the inner surface of the mold becomes smaller than 85 degrees, sufficient incompatibility or surface tension action between the inner surface of the mold and the polyurethane raw material cannot be exhibited, and the cell It is considered that unevenness occurs in the opening and it becomes difficult to obtain a sufficient opening diameter.

また、エチレングリコールの接触角が85度よりも小さいと、ポリウレタンスポンジ層3と成形型内面との接着性が強くなり、該成形型内で発泡硬化して得られたトナー供給ローラを該成形型から離型する事が困難になる場合もある。   If the contact angle of ethylene glycol is smaller than 85 degrees, the adhesion between the polyurethane sponge layer 3 and the inner surface of the mold becomes strong, and the toner supply roller obtained by foaming and curing in the mold is used as the mold. It may be difficult to release from the mold.

また、成形型内表面としては、エチレングリコールの接触角が85度以上であれば、特に制限は無く、従来公知の離型剤や表面処理方法で成形型内表面を処理してエチレングリコールの接触角が85度以上のものとして成形型を使用することができる。   The inner surface of the mold is not particularly limited as long as the contact angle of ethylene glycol is 85 degrees or more, and the inner surface of the mold is treated with a conventionally known release agent or surface treatment method to contact ethylene glycol. A mold can be used with an angle of 85 degrees or more.

前記ポリウレタン原材料を構成する各原料を混合する際の温度や時間については特に制限は無いが、混合温度は、通常、10〜70℃、好ましくは20〜50℃の範囲であり、混合時間は、通常、1秒〜10分間、好ましくは3秒〜5分間程度である。   There is no particular limitation on the temperature and time when mixing the raw materials constituting the polyurethane raw material, but the mixing temperature is usually in the range of 10 to 70 ° C, preferably 20 to 50 ° C, and the mixing time is Usually, it is about 1 second to 10 minutes, preferably about 3 seconds to 5 minutes.

また、発泡硬化させる際、従来公知の方法により発泡させることにより、ポリウレタンスポンジ層3を形成することが出来る。ここでの発泡方法については特に制限は無く、発泡剤を用いる方法、機械的な撹拌により気泡を混入する方法など、いずれの方法をも用いることが出来る。なお、発泡倍率は、適宜定めればよく、特に制限はない。   Further, when foaming and curing, the polyurethane sponge layer 3 can be formed by foaming by a conventionally known method. There is no restriction | limiting in particular about the foaming method here, Any methods, such as the method of using a foaming agent and the method of mixing bubbles by mechanical stirring, can be used. The expansion ratio may be determined as appropriate and is not particularly limited.

本発明のトナー供給ローラは、上記芯金2とポリウレタンスポンジ層3との間に、接着層を必要に応じて有していても良い。   The toner supply roller of the present invention may have an adhesive layer between the cored bar 2 and the polyurethane sponge layer 3 as necessary.

芯金とポリウレタンスポンジ層との接合方法については特に制限は無い。例えば、芯金を予め成形型内部に配設しておき上記のような原料混合物を注型硬化する方法や、ポリウレタン原材料からあらかじめポリウレタンスポンジ層となる所定の形状に成形し、これを芯金と接着する方法などを用いることが出来る。どちらの方法でも、必要に応じて、芯金とポリウレタンスポンジ層との間に接着層を設けることが出来る。この接着層を構成する材料としては、接着剤やホットメルトシートなどの公知の接着材料を用いることが出来る。   There is no restriction | limiting in particular about the joining method of a metal core and a polyurethane sponge layer. For example, a core bar is previously disposed inside a mold and the above raw material mixture is cast and cured, or a polyurethane raw material is molded into a predetermined shape to become a polyurethane sponge layer in advance, A method of bonding can be used. In either method, an adhesive layer can be provided between the metal core and the polyurethane sponge layer as necessary. As a material constituting the adhesive layer, a known adhesive material such as an adhesive or a hot melt sheet can be used.

以上のような本発明によれば、電気抵抗の環境依存性が小さく、かつ、低電気抵抗化を実現した、表面のセル開口性を向上したポリウレタンスポンジ層を有する低硬度のトナー供給ローラを提供することが可能となる。   According to the present invention as described above, a low-hardness toner supply roller having a polyurethane sponge layer with improved cell opening on the surface, which is less dependent on the environment of electrical resistance and has a low electrical resistance, is provided. It becomes possible to do.

また、本発明のトナー供給ローラは、温度22℃、相対湿度55%の雰囲気中で、200Vの電圧を印加して測定される電気抵抗値が1×105Ω以上1×108Ω未満であることが好ましい。好ましくは、5×105Ω以上6×107Ω以下である。電気抵抗値が1×108Ω未満であると、低温低湿環境下で長期間放置した場合においても、トナーのチャージアップ等に起因する濃度薄等の画像不良が発生することもない。これは、トナー供給ローラの電気抵抗値が1×108Ω未満であると、電気抵抗値が小さいためにチャージアップを防ぎ、層規制ブレードだけでトナー量を制御できるためであろうと推察される。また、電気抵抗値を1×105Ω以上とすると、トナーの供給量を好適なものとし、トナーに対する負荷を低減することができる。 The toner supply roller of the present invention has an electrical resistance value measured by applying a voltage of 200 V in an atmosphere of a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 55% and not less than 1 × 10 5 Ω and less than 1 × 10 8 Ω. Preferably there is. Preferably, it is 5 × 10 5 Ω or more and 6 × 10 7 Ω or less. When the electrical resistance value is less than 1 × 10 8 Ω, even when left in a low temperature and low humidity environment for a long time, image defects such as low density due to toner charge-up and the like do not occur. This is presumably because if the electrical resistance value of the toner supply roller is less than 1 × 10 8 Ω, the electrical resistance value is small, so that charge-up can be prevented and the toner amount can be controlled only by the layer regulating blade. . Further, when the electric resistance value is 1 × 10 5 Ω or more, the toner supply amount is made suitable, and the load on the toner can be reduced.

本発明のトナー供給ローラは、ローラ硬度が0.981N/mm以上2.94N/mm以下(100gf/mm以上300gf/mm以下)であることが好ましい。さらに、1.47N/mm以上2.45N/mm以下(150gf/mm以上250gf/mm以下)であるとより好ましい。ローラ硬度を0.981N/mm以上(100gf/mm)とすると、現像ローラ表面上の残存トナーの掻き取り性が向上する。また、ローラ硬度を2.94N/mm以下(300gf/mm以下)とすると、現像ローラ表面のトナーに対するストレスが低減され、トナーの劣化を防ぐことができる。   The toner supply roller of the present invention preferably has a roller hardness of 0.981 N / mm or more and 2.94 N / mm or less (100 gf / mm or more and 300 gf / mm or less). Furthermore, it is more preferable in it being 1.47 N / mm or more and 2.45 N / mm or less (150 gf / mm or more and 250 gf / mm or less). When the roller hardness is 0.981 N / mm or more (100 gf / mm), the scraping property of the residual toner on the surface of the developing roller is improved. Further, when the roller hardness is 2.94 N / mm or less (300 gf / mm or less), stress on the toner on the surface of the developing roller is reduced, and toner deterioration can be prevented.

本発明のトナー供給ローラのローラ硬度は、例えば、下記手段により調整することができる。
・ポリイソシアネートのイソシアネートインデックス(100×(イソシアネート当量/ポリオール当量))を調整(イソシアネートインデックスを小さく(大きく)すると硬度が小さく(大きく)なる。)すること
・発泡剤(例えば、水等)の使用量を調整(発泡剤の使用量を減少(増加)すると硬度が大きく(小さく)なる。但し、水を用いると、添加量が多すぎる場合に硬度が大きくなってしまうことがあり、加え過ぎないようにする。)すること
・成形型を使用する際には、成形型内へ注入するポリウレタン原材料の充填率を調整(充填率を大きく(小さく)すると、高比重(低比重)となり、硬度が大きく(小さく)なる。)する
The roller hardness of the toner supply roller of the present invention can be adjusted by, for example, the following means.
・ Adjust the isocyanate index (100 × (isocyanate equivalent / polyol equivalent)) of polyisocyanate (decrease (increase) isocyanate index to decrease (increase) hardness) ・ Use of foaming agent (eg water) Adjusting the amount (decreasing (increasing) the amount of foaming agent will increase (decrease) the hardness. However, if water is used, if the amount added is too large, the hardness may increase and not excessively added.・ When using a mold, adjust the filling rate of the polyurethane raw material injected into the mold (increasing (decreasing) the filling rate results in a high specific gravity (low specific gravity) and a hardness of To be larger (smaller))

(カーボンブラック)
本発明で用いるカーボンブラックは、DBP吸油量300cm3/100g以上550cm3/100g以下であるものが好ましい。DBP吸油量が、300cm3/100g以上550cm3/100g以下のカーボンブラックを用いると、ポリウレタンスポンジ層を低抵抗化することができる。カーボンブラックのDBP吸油量が、300cm3/100g以上であると、導電性が得られやすいため、少量のカーボンブラックの添加でポリウレタンスポンジ層を低抵抗化することができ、ポリウレタンスポンジ層の硬度が高くなり過ぎてしまうこともない。また、DBP吸油量が550cm3/100g以下のカーボンブラックとすると、カーボンブラックを含むポリウレタン原材料の粘度の増加が抑制され、分散剤の効果を向上させることができる。また、本発明で用いるカーボンブラックは、BET比表面積が1000m2/g以上1400m2/g以下であるものが好ましい。
(Carbon black)
Carbon black used in the present invention are those preferably less DBP oil absorption of 300 cm 3/100 g or more 550 cm 3/100 g. DBP absorption, the use of less carbon black 300 cm 3/100 g or more 550 cm 3/100 g, it is possible to reduce the resistance of the polyurethane sponge layer. DBP oil absorption amount of carbon black, if it is 300 cm 3/100 g or more, the conductive property can be easily obtained, it is possible to reduce the resistance of the polyurethane sponge layer with the addition of a small amount of carbon black, the hardness of the polyurethane sponge layer It won't be too high. Moreover, when it is set as carbon black whose DBP oil absorption is 550 cm < 3 > / 100 g or less, the increase in the viscosity of the polyurethane raw material containing carbon black is suppressed, and the effect of a dispersing agent can be improved. The carbon black used in the present invention preferably has a BET specific surface area of 1000 m 2 / g or more and 1400 m 2 / g or less.

また、カーボンブラックは、ポリウレタン原材料中に、該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し、1.0質量%以上25.0質量%以下含まれることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下含まれることがより好ましい。該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し、1.0質量%以上のカーボンブラックが含まれると十分に低抵抗化することができる。また、該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し、25.0質量%以下のカーボンブラックが含まれるとトナー供給ローラの硬度が低くなり、トナーが劣化しにくくなる。   Carbon black is preferably contained in the polyurethane raw material in an amount of 1.0% by mass or more and 25.0% by mass or less, and 1.0% by mass or more and 5.0% by mass with respect to the total mass of the polyol component of the polyurethane raw material. % Or less is more preferable. When 1.0% by mass or more of carbon black is contained with respect to the total polyol component mass of the polyurethane raw material, the resistance can be sufficiently lowered. Further, when 25.0% by mass or less of carbon black is contained with respect to the total polyol component mass of the polyurethane raw material, the hardness of the toner supply roller is lowered and the toner is hardly deteriorated.

(ポリエステル樹脂系分散剤(A))
本発明で用いるポリエステル樹脂系分散剤(A)は、吸着基と質量平均分子量が9000以上50000以下の側鎖からなるものである。ポリエステル樹脂系分散剤(A)の側鎖の質量平均分子量は、9000以上35000以下であることが好ましい。さらに好ましくは、9000以上25000以下である。ポリエステル樹脂系分散剤(A)の側鎖の質量平均分子量が9000未満であると、側鎖が短くなってしまい、立体障害による凝集防止の効果が得られにくくなる場合があるため、カーボンブラックの安定した分散状態を保つことが困難になる場合がある。ポリエステル樹脂系分散剤(A)の側鎖の質量平均分子量が50000より大きいと、ポリエステル樹脂系分散剤(A)自体の粘度が大きくなってしまい、取扱いが困難になったり、ポリウレタンスポンジ層を構成する材料に溶解することが困難になる場合がある。吸着基には塩基性、酸性、ノニオン系など様々なものがあるが、カーボンブラックに対しては、塩基性吸着基が好ましい。ポリエステル樹脂系分散剤(A)の質量平均分子量については、サイズ排除クロマトグラフィー等を用いて測定することができる。
(Polyester resin dispersant (A))
The polyester resin dispersant (A) used in the present invention comprises an adsorbing group and a side chain having a weight average molecular weight of 9000 to 50000. The mass average molecular weight of the side chain of the polyester resin dispersant (A) is preferably 9000 or more and 35000 or less. More preferably, it is 9000 or more and 25000 or less. When the mass average molecular weight of the side chain of the polyester resin dispersant (A) is less than 9000, the side chain is shortened, and it may be difficult to obtain an effect of preventing aggregation due to steric hindrance. It may be difficult to maintain a stable dispersion state. If the weight average molecular weight of the side chain of the polyester resin dispersant (A) is greater than 50,000, the viscosity of the polyester resin dispersant (A) itself becomes large, making it difficult to handle or constituting a polyurethane sponge layer. It may be difficult to dissolve in the material. There are various types of adsorbing groups such as basic, acidic, and nonionic, but basic adsorbing groups are preferred for carbon black. The mass average molecular weight of the polyester resin dispersant (A) can be measured using size exclusion chromatography or the like.

またポリエステル樹脂系分散剤(A)は、ポリウレタン原材料中に、該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し、0.5質量%以上10.0質量%以下含まれることが好ましく、1.0質量%以上5.0質量%以下含まれるとより好ましい。ポリエステル樹脂系分散剤(A)が該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し0.5質量%以上含まれると、該ポリウレタン原材料の粘度の上昇を抑制することができる。これにより、ポリウレタンスポンジ層の成形が容易になる。また、ポリエステル樹脂系分散剤(A)が該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し10.0質量%以下含まれると、ポリエステル樹脂系分散剤(A)が染み出しトナー供給ローラと当接している現像ローラを汚染することもない。   The polyester resin dispersant (A) is preferably contained in the polyurethane raw material in an amount of 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less, based on the total polyol component mass of the polyurethane raw material. More preferably, the content is 5.0% by mass or less. When the polyester resin dispersant (A) is contained in an amount of 0.5% by mass or more based on the total polyol component mass of the polyurethane raw material, an increase in the viscosity of the polyurethane raw material can be suppressed. This facilitates the molding of the polyurethane sponge layer. When the polyester resin dispersant (A) is contained in an amount of 10.0% by mass or less based on the total mass of the polyol component of the polyurethane raw material, the polyester resin dispersant (A) oozes out and is in contact with the toner supply roller. The developing roller is not contaminated.

本発明で用いることのできるポリエステル樹脂系分散剤(A)としては、例えば、SOLSPERSE 71000(日本ルーブリゾール(株)製)やSOLSPERSE 20000(日本ルーブリゾール(株)製)等を挙げることができる。   Examples of the polyester resin dispersant (A) that can be used in the present invention include SOLPERSE 71000 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd.) and SOLPERSE 20000 (manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd.).

(ポリオール成分)
本発明で用いるポリオール成分は、特に制限は無く、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、THF−アルキレンオキサイド共重合体ポリオール、ポリエステルポリオール等を好適に用いることができる。また、アクリルポリオール、ポリオレフィンポリオール、エチレン−酢酸ビニル共重合体の部分鹸化物、フォスフェート系ポリオール、ハロゲン含有ポリオール等を好適に用いることができる。
(Polyol component)
There is no restriction | limiting in particular in the polyol component used by this invention, For example, polyether polyol, polytetramethylene ether glycol, THF-alkylene oxide copolymer polyol, polyester polyol etc. can be used conveniently. Acrylic polyol, polyolefin polyol, partially saponified product of ethylene-vinyl acetate copolymer, phosphate polyol, halogen-containing polyol, and the like can be suitably used.

本発明で用いるポリオール成分は、好ましくは、質量平均分子量2500以上7500以下のポリエーテルポリオールである。ポリエーテルポリオールの質量平均分子量が7500以下であると、取扱いやすい粘度となり、ポリウレタン原材料の他成分等との混合や、調製したポリウレタン原材料の金型への注型が容易になる。また、ポリエーテルポリオールの質量平均分子量が2500以上であると、形成されるポリウレタンスポンジ層の硬度を低くすることができる。ポリエーテルポリオールの質量平均分子量は、より好ましくは、3000以上6000以下である。   The polyol component used in the present invention is preferably a polyether polyol having a mass average molecular weight of 2500 to 7500. When the weight average molecular weight of the polyether polyol is 7500 or less, the viscosity becomes easy to handle, and mixing with other components of the polyurethane raw material and casting of the prepared polyurethane raw material into the mold are facilitated. Moreover, the hardness of the polyurethane sponge layer formed as the mass average molecular weight of polyether polyol is 2500 or more can be made low. The mass average molecular weight of the polyether polyol is more preferably 3000 or more and 6000 or less.

また、ポリエーテルポリオールは、平均官能基数が2以上4以下であることが好ましい。平均官能基数が2以上であると、作製されるトナー供給ローラの高温高湿環境下での圧縮永久歪が良くなる傾向がある。また、平均官能基数が4以下であると、トナー供給ローラの硬度を低くすることができる。   Further, the polyether polyol preferably has an average functional group number of 2 or more and 4 or less. When the average number of functional groups is 2 or more, there is a tendency that compression set in a high-temperature and high-humidity environment of the produced toner supply roller is improved. Further, when the average functional group number is 4 or less, the hardness of the toner supply roller can be lowered.

(イソシアネート成分)
本発明では、イソシアネート成分についても特に制限はなく、汎用である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)、粗製−MDI(ポリメリックMDI)を用いることができる。また、ポリメリックMDI(変性MDI)だけでなく、特殊なイソシアネートを用いても差し支えない。特殊なイソシアネートとしては、例えば、1,5−ナフタレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、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、p−フェニレンジイソシアネートを挙げることができる。また、特殊なイソシアネートとして、トランスシクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、水添−XDI、水添−MDI、リジンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネートが挙げられる。また、特殊なイソシアネートとして、トリス(イソシアネートフェニール)チオフォスフェート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、リジンエステルトリイソシアネート、1,6,11−ウンデカントリイソシアネートが挙げられる。更に、1,8−ジイソシアナト−4−イソシアナトメチルオクタン、1,3,6−ヘキサメチレントリイソシアネート、ビシクロへプタントリイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等が挙げられる。これらの特殊なイソシアネートも好適に用いることができる。
(Isocyanate component)
In the present invention, the isocyanate component is not particularly limited, and general-purpose toluene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), or crude-MDI (polymeric MDI) can be used. Further, not only polymeric MDI (modified MDI) but also a special isocyanate may be used. Examples of the special isocyanate include 1,5-naphthalene diisocyanate, tolidine diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, and p-phenylene diisocyanate. Examples of the special isocyanate include transcyclohexane-1,4-diisocyanate, xylylene diisocyanate (XDI), hydrogenated-XDI, hydrogenated-MDI, lysine diisocyanate, and triphenylmethane triisocyanate. Examples of the special isocyanate include tris (isocyanate phenyl) thiophosphate, tetramethylxylene diisocyanate, lysine ester triisocyanate, and 1,6,11-undecane triisocyanate. Further, 1,8-diisocyanato-4-isocyanatomethyloctane, 1,3,6-hexamethylene triisocyanate, bicycloheptane triisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate and the like can be mentioned. These special isocyanates can also be suitably used.

イソシアネート成分としては、トルエンジイソシアネート(TDI)を20%以上含有するイソシアネート成分が好ましい。また、イソシアネート成分100質量部に含まれる、トルエンジエイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートまたはその誘導体の合計量は、20質量部以上含まれることが好ましい。これらの合計量が20質量部以上であると通気量が高く、イソシアネート成分が好適な粘度となり、ポリオール成分と混合しやすく、セル径を均一にしやすい。イソシアネート成分としてポリオールと予め反応しプレポリマー化したものを用いても良い。   As the isocyanate component, an isocyanate component containing 20% or more of toluene diisocyanate (TDI) is preferable. The total amount of toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof contained in 100 parts by mass of the isocyanate component is preferably contained in an amount of 20 parts by mass or more. When the total amount is 20 parts by mass or more, the air flow rate is high, the isocyanate component has a suitable viscosity, is easily mixed with the polyol component, and the cell diameter is easily made uniform. As the isocyanate component, a prepolymer obtained by reacting with a polyol in advance may be used.

また、イソシアネートインデックス(100×(NCO基数/活性水素基数))は70以上120以下であることが好ましい。イソシアネートインデックスを70以上とすると樹脂化が十分になり、トナー供給ローラの成形性が向上する。また、イソシアネートインデックスを120以下とすると硬度が高くなりすぎることがない。   The isocyanate index (100 × (number of NCO groups / number of active hydrogen groups)) is preferably 70 or more and 120 or less. When the isocyanate index is 70 or more, resinization is sufficient, and the moldability of the toner supply roller is improved. If the isocyanate index is 120 or less, the hardness will not be too high.

(触媒)
本発明では、必要に応じて触媒を用いることができる。触媒の種類には特に制限は無く、従来公知のものを使用しても良い。例えば、下記触媒が用いられる。
(catalyst)
In the present invention, a catalyst can be used as necessary. There is no restriction | limiting in particular in the kind of catalyst, You may use a conventionally well-known thing. For example, the following catalyst is used.

<アミン系触媒>
・トリエチレンジアミン
・ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル
・N,N,N’,N’−テトラメチルヘキサンジアミン
・1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7
・1,5−ジアザビシクロ(4,3,0)ノネン−5
・1,2−ジメチルイミダゾール
・N−エチルモルホリン
・N−メチルモルホリン
<Amine-based catalyst>
Triethylenediamine, bis (dimethylaminoethyl) ether, N, N, N ′, N′-tetramethylhexanediamine, 1,8-diazabicyclo (5,4,0) undecene-7
1,5-diazabicyclo (4,3,0) nonene-5
・ 1,2-Dimethylimidazole ・ N-Ethylmorpholine ・ N-Methylmorpholine

<有機金属系触媒>
・オクチル酸錫、オレイン酸錫、ジブチル錫ジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、
・テトラ−i−プロポキシチタン、テトラ−n−ブトキシチタン、テトラキス(2−エチルヘキシルオキシ)チタン
<Organic metal catalyst>
・ Tin octylate, tin oleate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin diacetate,
・ Tetra-i-propoxy titanium, tetra-n-butoxy titanium, tetrakis (2-ethylhexyloxy) titanium

<酸塩触媒>
前記アミン系触媒及び有機金属系触媒の初期活性を低下させた酸塩触媒(カルボン酸塩や蟻酸塩、オクチル酸塩、ホウ酸塩等)
<Acid acid catalyst>
Acid catalyst (carboxylate, formate, octylate, borate, etc.) with reduced initial activity of the amine catalyst and organometallic catalyst

上記触媒は一種用いても良く、二種以上を組み合せて用いても良い。   One kind of the catalyst may be used, or two or more kinds may be used in combination.

(発泡剤)
本発明では、必要に応じて発泡剤を用いることができる。特に、水は、ポリイソシアネートと反応して炭酸ガスを発生することから、発泡剤として好適に使用される。また、地球環境保護の目的で開発されたクロロフルオロカーボン類(HFC−134A等)、炭化水素(シクロペンタン等)、その他の発泡剤を使用しても、またこれらと水とを併用しても本発明の主旨を損なうものではない。
(Foaming agent)
In the present invention, a foaming agent can be used as necessary. In particular, water is suitably used as a blowing agent because it reacts with polyisocyanate to generate carbon dioxide. In addition, chlorofluorocarbons (HFC-134A, etc.), hydrocarbons (cyclopentane, etc.) developed for the purpose of protecting the global environment, other blowing agents, and these in combination with water The gist of the invention is not impaired.

(整泡剤)
本発明では、必要に応じて整泡剤を用いることができる。整泡剤としては、例えば、下記のものが挙げられる。
・ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合物から得られる水溶性ポリエーテルシロキサン
・スルホン化リシノール酸のナトリウム塩やこれらとポリシロキサン・ポリオキシアルキレンコポリマーとの混合物
これらの整泡剤の中で、ポリジメチルシロキサンとエチレンオキサイド/プロピレンオキサイド共重合物から得られる水溶性ポリエーテルシロキサンが好適である。
(Foam stabilizer)
In the present invention, a foam stabilizer can be used as necessary. As a foam stabilizer, the following are mentioned, for example.
・ Water-soluble polyether siloxane obtained from polydimethylsiloxane and ethylene oxide / propylene oxide copolymer ・ Sodium salt of sulfonated ricinoleic acid and mixtures of these with polysiloxane and polyoxyalkylene copolymers Among these foam stabilizers Water-soluble polyether siloxane obtained from polydimethylsiloxane and ethylene oxide / propylene oxide copolymer is preferred.

(その他助剤)
本発明では、その他助剤として、架橋剤、難燃剤、着色剤、紫外線吸収剤、老化防止剤、酸化防止剤、導電性付与剤等を必要に応じて適量用いることができる。これらの助剤を必要に応じて添加しても何等本発明の主旨を損なうものではない。
(Other auxiliaries)
In the present invention, as the auxiliary agent, an appropriate amount of a crosslinking agent, a flame retardant, a colorant, an ultraviolet absorber, an anti-aging agent, an antioxidant, a conductivity imparting agent and the like can be used as necessary. Addition of these auxiliaries as necessary does not impair the gist of the present invention.

以下に、実施例及び比較例を示し、本発明を更に具体的に説明する。本発明は、実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Needless to say, the present invention is not limited by the description of the embodiments.

本実施例及び比較例で作製したトナー供給ローラの表面のセル開口率、電気抵抗及び硬度は、下記方法により測定した。   The cell aperture ratio, electrical resistance, and hardness of the surface of the toner supply roller produced in this example and the comparative example were measured by the following methods.

(トナー供給ローラの表面のセル開口率)
トナー供給ローラの表面のセル開口率は、トナー供給ローラのポリウレタンスポンジ層の全表面積に対する開口した部分(セル)の占める面積の割合であり、次のようにして測定した。すなわち、トナー供給ローラのポリウレタンスポンジ層表面の光学顕微鏡写真映像又は電子顕微鏡写真映像から開口したセルの占める面積So及び該写真映像の全面積Stを求め、下記式により算出した。
セル開口率=100×(So/St
(Cell opening ratio on the surface of the toner supply roller)
The cell opening ratio of the surface of the toner supply roller is the ratio of the area occupied by the open portion (cell) to the total surface area of the polyurethane sponge layer of the toner supply roller, and was measured as follows. That is, determine the total area S t of the area S o and the photographic image occupying an optical micrograph image or an electron micrograph image of polyurethane sponge layer surface of the toner supply roller of open cells was calculated by the following equation.
Cell aperture ratio = 100 × (S o / S t )

(トナー供給ローラの電気抵抗)
トナー供給ローラの芯金両端部を、トナー供給ローラの外径が1mm潰れるように、外径30mmのステンレス製ドラムに圧着し、芯金とステンレス製ドラムとの間に200Vの電圧を印加し、電流値を測定し、オームの法則により抵抗値を算出した。なお、トナー供給ローラの電気抵抗の測定は、22℃/55%RH(N/N)の環境下で行った。
(Electric resistance of toner supply roller)
The both ends of the core of the toner supply roller are pressed against a stainless steel drum having an outer diameter of 30 mm so that the outer diameter of the toner supply roller is crushed by 1 mm, and a voltage of 200 V is applied between the core and the stainless steel drum. The current value was measured, and the resistance value was calculated according to Ohm's law. The electric resistance of the toner supply roller was measured in an environment of 22 ° C./55% RH (N / N).

(トナー供給ローラの硬度)
まず、本実施例、比較例で作製したトナー供給ローラの軸方向に3ヶ所、各軸方向に於いて周方向の90度毎に4ヶ所、計12ヶ所においてトナー供給ローラを押圧していく時の荷重−変形量曲線を測定した。この荷重−変形量曲線の測定方法を、図2に基き説明する。図2に示したように、トナー供給ローラ1を、芯金2の両端部において圧縮試験機(不図示)の芯金支持体4で支持した。また、圧縮試験機に長さ50mm(トナー供給ローラ長手方向)×幅10mm×厚さ10mmの板状押圧面を有する冶具を取り付けた。次に、圧縮試験機にて、10mm/minの速度でトナー供給ローラを押圧して2mm変形させ、トナー供給ローラを押圧していく時の荷重−変形量曲線を測定した。トナー供給ローラの上記12ヶ所での測定で得られた荷重−変形量曲線から、硬度を次のようにして求めた。温度23℃、相対湿度53%の環境下で測定した前記荷重−変形量曲線の各々から、押圧して変形量Δ(mm)=1mmとなった時の該トナー供給ローラ表面にかかる荷重S1(N)を求め、下記式にて硬度(N/mm)を求め、その平均値をローラの硬度とした。この数値が大きくなるほど、ポリウレタンスポンジ層3が硬いことを示している。
硬度(N/mm)=S1/Δ
(Toner supply roller hardness)
First, when the toner supply roller is pressed at 12 locations in total, 3 locations in the axial direction of the toner supply rollers produced in the present embodiment and the comparative example, 4 locations every 90 degrees in the circumferential direction in each axial direction. The load-deformation curve was measured. A method for measuring the load-deformation curve will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, the toner supply roller 1 was supported by a core metal support 4 of a compression tester (not shown) at both ends of the core metal 2. Further, a jig having a plate-like pressing surface of 50 mm length (toner supply roller longitudinal direction) × width 10 mm × thickness 10 mm was attached to the compression tester. Next, with a compression tester, the toner supply roller was pressed at a speed of 10 mm / min to be deformed by 2 mm, and a load-deformation amount curve when the toner supply roller was pressed was measured. From the load-deformation curve obtained by the measurement at the 12 locations of the toner supply roller, the hardness was determined as follows. From each of the load-deformation amount curves measured in an environment of a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 53%, the load S1 (on the surface of the toner supply roller when the deformation amount Δ (mm) = 1 mm is obtained by pressing. N) was determined, the hardness (N / mm) was determined by the following formula, and the average value was defined as the hardness of the roller. The larger this value is, the harder the polyurethane sponge layer 3 is.
Hardness (N / mm) = S1 / Δ

(画像評価)
本実施例及び比較例において作製した各トナー供給ローラをレーザービームプリンター(hp color Laser Jet4600、商品名、日本ヒューレット・パッカード(株)製)用のカートリッジを改造して組み込んだ。この改造したカートリッジを上記レーザービームプリンターに搭載し、10℃/15%RH(L/L)の環境下に1週間静置後、10℃/15%RH(L/L)環境下で画像評価を行った。50枚プリントを行い、そのときのカブリを目視で観察し、得られた結果から下記基準に基づき画像評価を行った。
○:画像良好
△:使用に支障ない
×:不具合が明確に認められた
(Image evaluation)
Each toner supply roller produced in this example and the comparative example was incorporated by modifying a cartridge for a laser beam printer (hp color Laser Jet 4600, trade name, manufactured by Hewlett-Packard Japan). This modified cartridge is installed in the above laser beam printer and left in a 10 ° C / 15% RH (L / L) environment for one week, and then image evaluation is performed in a 10 ° C / 15% RH (L / L) environment. Went. Fifty sheets were printed, the fog at that time was visually observed, and image evaluation was performed based on the following criteria from the obtained results.
○: Good image △: No problem in use ×: Defects were clearly recognized

実施例及び比較例のトナー供給ローラのポリウレタンスポンジ層を形成するための原料として下記のものを準備した。
(1)カーボンブラック
・カーボンECP
(商品名、ケッチェン・ブラック・インターナショナル(株)製、DBP吸油量=360cm3/100g、BET比表面積=800m2/g)
・カーボンECP600JP
(商品名、ケッチェン・ブラック・インターナショナル(株)製、DBP吸油量=495cm3/100g、BET比表面積=1270m2/g)
(2)ポリエステル樹脂系分散剤(A)
・SOLSPERSE 20000
(商品名、日本ルーブリゾール(株)製、吸着基を有する。側鎖の質量平均分子量=10500、界面活性剤なし)
(3)他のポリエステル樹脂系分散剤
・Disperse Ayd No.8(DA−8と表すことがある)
(商品名、エレメンティス ジャパン(株)製、質量平均分子量=8000)
・KS−860
(商品名、楠本化成(株)製、高分子ポリエステルアミン塩(アニオン系界面活性剤)40%含有、側鎖の質量平均分子量:7000以下)
The following materials were prepared as raw materials for forming the polyurethane sponge layers of the toner supply rollers of Examples and Comparative Examples.
(1) Carbon black and carbon ECP
(Trade name, Ketchen Black International Co., Ltd., DBP oil absorption = 360cm 3 / 100g, BET specific surface area = 800m 2 / g)
・ Carbon ECP600JP
(Trade name, Ketchen Black International Co., Ltd., DBP oil absorption = 495cm 3 / 100g, BET specific surface area = 1270m 2 / g)
(2) Polyester resin dispersant (A)
・ SOLSPERSE 20000
(Product name, manufactured by Nippon Lubrizol Co., Ltd., having an adsorbing group. Mass average molecular weight of side chain = 10500, no surfactant)
(3) Other polyester resin-based dispersants / Disperse Ayd No. 8 (may be expressed as DA-8)
(Product name, manufactured by Elementis Japan Co., Ltd., mass average molecular weight = 8000)
・ KS-860
(Trade name, manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., containing 40% polymer polyesteramine salt (anionic surfactant), weight average molecular weight of side chain: 7000 or less)

(実施例1〜5)
表1に示すカーボンブラック及びポリエステル樹脂系分散剤(A)を表1に示す量使用し、これに、下記原料をプレミックスした。
・ポリエーテルポリオール 100質量部
(アクトコールEP−550N、商品名、三井化学ポリウレタン(株)製、粘度530mPa・s(25℃)、OH価54±2mgKOH/g)
・整泡剤 1質量部
(SRX274C、商品名、東レ・ダウコーニング・シリコーン(株)製シリコーン整泡剤)
・触媒 0.1質量部
(TOYOCAT−ET、商品名、東ソー株式会社製第三級アミン触媒)
・触媒 0.5質量部
(TOYOCAT−L33、商品名、東ソー株式会社製第三級アミン触媒)
・発泡剤(水) 2.0質量部
(Examples 1-5)
Carbon black and the polyester resin dispersant (A) shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1, and the following raw materials were premixed therein.
Polyether polyol 100 parts by mass (Actol EP-550N, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethanes Co., Ltd., viscosity 530 mPa · s (25 ° C.), OH value 54 ± 2 mg KOH / g)
-1 part by mass of foam stabilizer (SRX274C, trade name, Toray Dow Corning, silicone foam stabilizer manufactured by Silicone Co., Ltd.)
・ Catalyst 0.1 parts by mass (TOYOCAT-ET, trade name, tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation)
・ Catalyst 0.5 part by mass (TOYOCAT-L33, trade name, tertiary amine catalyst manufactured by Tosoh Corporation)
・ 2.0 parts by mass of foaming agent (water)

さらにこのプレミックスしたものに、NCOインデックスが90となるように、イソシアネート(コスモネートTM−20、商品名、三井化学ポリウレタン(株)製、変性MDI、NCO%=44.5)を25℃で混合攪拌し、ポリウレタン原材料を調製した。   Furthermore, isocyanate (Cosmonate TM-20, trade name, manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd., modified MDI, NCO% = 44.5) was added to this premixed product at 25 ° C. so that the NCO index was 90. Mixing and stirring were performed to prepare a polyurethane raw material.

また、直径5mmの金属製芯金を、内径15mmの円筒状キャビティを有する円筒状金型のキャビティ内に該キャビティの中心線と、芯金の中心線とが一致するように配置した。形成されるポリウレタンスポンジ層の密度が0.10g/cm3になるように、前記ポリウレタン原材料の充填率を調整し注入した。次に、前記円筒状金型を60℃のオーブン中で30分間加熱することにより発泡硬化させた。その後、脱型しトナー供給ローラを得た。各実施例にて得られたトナー供給ローラ表面のセル開口率、電気抵抗、硬度は、上記方法で測定した。また各実施例にて得られたトナー供給ローラを上記のようにカートリッジに組み込み、上記の画像評価を行った。結果を表1に示す。 Further, a metal cored bar having a diameter of 5 mm was disposed in a cavity of a cylindrical mold having a cylindrical cavity having an inner diameter of 15 mm so that the center line of the cavity coincided with the center line of the cored bar. The polyurethane raw material filling rate was adjusted and injected so that the density of the formed polyurethane sponge layer was 0.10 g / cm 3 . Next, the cylindrical mold was foam-cured by heating in an oven at 60 ° C. for 30 minutes. Thereafter, the mold was removed to obtain a toner supply roller. The cell aperture ratio, electrical resistance, and hardness of the surface of the toner supply roller obtained in each example were measured by the above methods. Further, the toner supply roller obtained in each example was incorporated in the cartridge as described above, and the above-described image evaluation was performed. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
カーボンブラックを用いなかったこと以外は実施例2と同様にしてトナー供給ローラを得、前記実施例と同様にして得られたトナー供給ローラの評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
A toner supply roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that carbon black was not used, and the toner supply roller obtained in the same manner as in the above example was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
ポリエステル樹脂系分散剤(A)に替えて他のポリエステル樹脂系分散剤DA−8(Disperse Ayd No.8)を用いた以外は実施例2と同様にしてトナー供給ローラを得、前記実施例と同様にして得られたトナー供給ローラの評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
A toner supply roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that another polyester resin dispersant DA-8 (Disperse Ayd No. 8) was used instead of the polyester resin dispersant (A). The toner supply roller obtained in the same manner was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例3)
ポリエステル樹脂系分散剤(A)に替えて他のポリエステル樹脂系分散剤KS−860を用いた以外は実施例2と同様にしてトナー供給ローラを得、前記実施例と同様にして得られたトナー供給ローラの評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 3)
A toner supply roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that another polyester resin dispersant KS-860 was used instead of the polyester resin dispersant (A), and the toner obtained in the same manner as in the above example. The supply roller was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例4)
ポリエステル樹脂系分散剤(A)を用いなかったこと以外は実施例5と同様にしてトナー供給ローラを得、前記実施例と同様にして得られたトナー供給ローラの評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 4)
A toner supply roller was obtained in the same manner as in Example 5 except that the polyester resin dispersant (A) was not used, and the toner supply roller obtained in the same manner as in the above example was evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例5)
ポリエステル系分散剤(A)を用いなかったこと以外は実施例2と同様にしてトナー供給ローラを得、前記実施例と同様にして得られたトナー供給ローラの評価を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 5)
A toner supply roller was obtained in the same manner as in Example 2 except that the polyester dispersant (A) was not used, and the toner supply roller obtained in the same manner as in the above example was evaluated. The results are shown in Table 2.

表1に示されているように、実施例品は、いずれもカーボンブラック及びポリエステル樹脂系分散剤(A)が含まれているため、低電気抵抗になっていることがわかる。また吸着基と質量平均分子量が9000以上50000以下の側鎖からなるポリエステル樹脂系分散剤(A)が混合されているため、表面のセル開口性に優れるばかりでなく、トナー供給ローラの硬度も高硬度になっていないため、画像も良好である。   As shown in Table 1, it can be seen that each of the example products has low electrical resistance because it contains carbon black and the polyester resin dispersant (A). Further, since the polyester resin dispersant (A) composed of an adsorbing group and a side chain having a weight average molecular weight of 9000 or more and 50,000 or less is mixed, not only the surface cell opening property is excellent, but also the hardness of the toner supply roller is high. Since it is not hard, the image is good.

これに対し比較例品は、表2に示されているように、表面のセル開口性が不十分(比較例2)であったり、電気抵抗の高いもの(比較例1)や、トナー供給ローラが成形できない(比較例3〜5)ものもあった。また、表面のセル開口性が不十分であるもの(比較例2)は、画像の濃度ムラが発生し、電気抵抗の高いもの(比較例1)は画像の濃度ムラや濃度が薄くなるといった不具合が発生した。   On the other hand, as shown in Table 2, the comparative example products have insufficient surface cell opening (Comparative Example 2), high electrical resistance (Comparative Example 1), and toner supply rollers. However, there were some which could not be molded (Comparative Examples 3 to 5). In addition, when the surface cell opening property is insufficient (Comparative Example 2), the density unevenness of the image occurs, and when the electrical resistance is high (Comparative Example 1), the density unevenness or the density of the image is reduced. There has occurred.

Figure 2009008907
Figure 2009008907

Figure 2009008907
Figure 2009008907

本発明のトナー供給ローラの概略構成を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a toner supply roller of the present invention. 本発明におけるトナー供給ローラの硬度の測定方法を示す簡略図である。It is a simplified diagram showing a method for measuring the hardness of the toner supply roller in the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 トナー供給ローラ
2 芯金
3 ポリウレタンスポンジ層
4 芯金支持体
1 Toner supply roller 2 Core metal 3 Polyurethane sponge layer 4 Core metal support

Claims (6)

芯金と、該芯金の外周に形成されたポリウレタンスポンジ層とを有するトナー供給ローラにおいて、前記ポリウレタンスポンジ層が、ポリオール成分、イソシアネート成分、吸着基と質量平均分子量が9000以上50000以下の側鎖からなるポリエステル樹脂系分散剤(A)及びカーボンブラックを含有するポリウレタン原材料を発泡硬化させて得られるものであることを特徴とするトナー供給ローラ。   In the toner supply roller having a cored bar and a polyurethane sponge layer formed on the outer periphery of the cored bar, the polyurethane sponge layer includes a polyol component, an isocyanate component, an adsorbing group, and a side chain having a mass average molecular weight of 9000 to 50000. A toner supply roller obtained by foaming and curing a polyurethane raw material containing a polyester resin dispersant (A) and carbon black. 前記ポリエステル系分散剤(A)が、前記ポリウレタン原材料中に、該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し0.5質量%以上10.0質量%以下含まれることを特徴とする請求項1記載のトナー供給ローラ。   The polyester-based dispersant (A) is contained in the polyurethane raw material in an amount of 0.5% by mass or more and 10.0% by mass or less based on the total polyol component mass of the polyurethane raw material. Toner supply roller. 前記カーボンブラックが、DBP吸油量300cm3/100g以上550cm3/100g以下のカーボンブラックであり、前記ポリウレタン原材料中に、該ポリウレタン原材料のポリオール成分総質量に対し1.0質量%以上25.0質量%以下含まれることを特徴とする請求項1または2記載のトナー供給ローラ。 Said carbon black is a following carbon black DBP oil absorption of 300 cm 3/100 g or more 550 cm 3/100 g, the polyurethane raw material, the polyurethane raw materials of the polyol component to the total mass to 1.0% by mass or more 25.0 mass The toner supply roller according to claim 1, wherein the toner supply roller is contained in an amount of not more than%. 前記ポリウレタンスポンジ層の表面のセル開口率が20%以上90%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナー供給ローラ。   4. The toner supply roller according to claim 1, wherein a cell opening ratio of the surface of the polyurethane sponge layer is 20% or more and 90% or less. 5. 温度22℃、相対湿度55%の雰囲気中で、200Vの電圧を印加して測定される電気抵抗値が1×105Ω以上1×108Ω未満であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のトナー供給ローラ。 2. An electrical resistance value measured by applying a voltage of 200 V in an atmosphere of a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 55% is 1 × 10 5 Ω or more and less than 1 × 10 8 Ω. The toner supply roller according to any one of 4. ローラ硬度が0.981N/mm以上2.94N/mm以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のトナー供給ローラ。   6. The toner supply roller according to claim 1, wherein the roller hardness is 0.981 N / mm or more and 2.94 N / mm or less.
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