JP4319241B2 - トナー供給ロール用ポリウレタン発泡体及びその製造方法 - Google Patents
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Description
請求項6に記載の発明のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体は、請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体であって、JIS K6400に基づく発泡体の反発弾性が30〜60%であることを特徴とするものである。
請求項7に記載の発明のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体は、請求項6に係る発明において、JIS K6400に基づく発泡体の密度が50〜80kg/m 3 であることを特徴とするものである。
請求項8に記載の発明のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体は、請求項6又は請求項7に係る発明において、温度70℃、湿度95%で48時間後の湿熱歪が3〜20%であることを特徴とするものである。
請求項1〜請求項8に記載の発明のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体及びその製造方法においては、発泡体のセル形状を安定化させることができ、トナーの掻き取り性や供給性を向上させることができるとともに、印字したときに画像濃度差の発生を抑制することができる。そして、トナー供給ロールを安定的に得ることができる。
本実施形態におけるトナー供給ロール用のポリウレタン発泡体(以下、単に発泡体ともいう)は、画像形成装置の現像部でトナーを感光体に供給するためのトナー供給ロールとして用いられるもので、以下のような構成を有している。すなわち、トナー供給ロール用ポリウレタン発泡体は、JIS K6400に基づく発泡体の平均セル数が50〜80個
/25mmのものである。セル数をこのような範囲に設定することにより、セル形状を安定化させ、発泡体の硬さを抑え、発泡体をトナー供給ロールとした場合、トナーの掻き取り性や供給性を向上させ、かつ印字したときに画像濃度差の発生を抑えることができる。
00に基づく硬さが170〜300Nのものである。
ポリオール類としては、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール等が用いられるが、本実施形態ではポリマーポリオールを含有することが好ましい。ポリマーポリオールは、重合鎖を有するとともに、末端等に複数の水酸基を有する化合物であって、例えばポリエーテルポリオールに、アクリロニトリル、スチレン、メチルメタクリレート等のエチレン性不飽和化合物をグラフト共重合させたポリオール等が用いられる。ポリマーポリオールの数平均分子量は、1000〜7000であることが好ましく、2000〜5000であることがより好ましく、2500〜4500であることが特に好ましい。この数平均分子量が1000未満の場合にはポリウレタン発泡体の原料の粘性が低くなり、得られる発泡体のセル形状が十分に安定化せず、7000を越える場合にはポリウレタン発泡体の原料の粘性が高くなり過ぎて所望とする大きさのセルが得られにくくなる。
フェニルメタンジイソシアネート(MDI)、1,5−ナフタレンジイソシアネート(N
DI)、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、これらの変性物等が用いられる。ポリイソシアネート類のイソシアネートインデックスは100以下又は100を越えてもよいが、通常90〜130程度の範囲である。ここで、イソシアネートインデックスは、ポリオール類の水酸基及び発泡剤としての水に対するポリイソシアネート類のイソシアネート基の当量比を百分率で表したものである。
平均セル数は、50〜80個/25mmであり、55〜65個/25mmであることが好ましい。平均セル数が50個/25mm未満の場合、セル数が少なくなってセルが粗くなるとともに、発泡体が柔軟になり、トナー供給ロールとして使用したときにトナーの供給量が過大になったり、トナーの掻き取り性が悪くなったりする。一方、平均セル数が80個/25mmを越える場合、セル数が多く、トナーによるトナー供給ロール表面の目詰まりが発生し、トナー供給ロールとして使用したとき、トナーの掻き取り性や供給性が不安定になるとともに、印字したときに画像に濃度差が生ずる。
00N、より好ましくは180〜290Nである。この硬さが170N未満の場合には、発泡体は硬さが不足し、トナー供給ロールとして使用したときにトナーの掻き取り性や供給性が低下する。一方、硬さが300Nを越える場合には、発泡体が硬くなり過ぎて、トナー供給ロールとして使用したときにカートリッジ内でセット跡が付きやすくなり、画像の濃度差となって現れる傾向を示す。
好ましくは35〜45である。発泡体の反発弾性を上げることにより、カートリッジ内でのセット跡が付きにくく、圧縮されたときに回復性が良くなり、トナーの掻き取り性や供給性が向上する。反発弾性が30%未満の場合、反発弾性が小さく、トナー供給ロールとして使用したとき、トナーの掻き取り性や供給性が低下する。一方、反発弾性が60%を越える場合、良好なトナー供給ロールを得ることが難しくなる。
熱歪)等の観点から50〜80kg/m3程度であることが好ましく、55〜65kg/m3であることがより好ましい。密度が50kg/m3未満の場合には発泡体が柔らかくなり、樹脂分が少なくなってトナーの掻き取り性が不足し、80kg/m3を越える場合には発泡体が硬くなり、樹脂分が多くなってトナーの供給が不足し、目詰まりが発生する傾向を示す。
円筒状をなし、一定方向に回転する感光体の上方位置には帯電部が設けられ、感光体表面をコロナ放電により一定電位に帯電させるようになっている。感光体の回転方向において、帯電部の隣接位置には露光部が設けられ、その露光部において記録されるべき画像や文字に対応するパターンがレーザー発振器やLED(発光ダイオード)にて光照射されて静電潜像として形成されるように構成されている。感光体の回転方向において、露光部の隣接位置にはトナー供給ロール(現像ローラ)及びトナーカートリッジを備えた現像部が設けられ、トナーカートリッジ内の現像剤としてのトナーがトナー供給ロールによって感光体上に供給されるようになっている。このトナー供給ロールとして、前述のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体が用いられる。
均セル数が50〜80個/25mmの範囲に形成され、発泡体をトナー供給ロールとして使用する場合に歪性能等が好適なものとなる。しかも、JIS K6400に基づく発泡
体の硬さが170〜300Nの範囲に形成され、発泡体をトナー供給ロールとして使用する場合に柔軟性等の物性が好適となる。
・ 本実施形態におけるトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体においては、JIS
K6400に基づく発泡体の平均セル数が50〜80個/25mmの範囲に形成されるため、従来よりもセル数が少なく、かつセルが大きくなってセル形状が安定化されるとともに、発泡体の硬さが抑えられる。従って、発泡体をトナー供給ロールとして用いたとき、トナーの掻き取り性や供給性を向上させることができると同時に、印字したときに画像濃度差の発生を抑制することができる。
トナー供給ロールとして一層適切な範囲となり、特にトナーの掻き取り性を向上させることができる。
(実施例1〜4及び比較例1〜3)
表1に示すポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤としての水、触媒及び整泡剤を混合して混合物を調製した。この混合物を縦、横及び深さが各500mmの発泡容器内に注入し、常温、大気圧下で発泡させた後、加熱炉を通過させて加熱、反応及び硬化させることにより軟質スラブ発泡体を得た。ポリイソシアネート類としては、トリレンジイソシアネート〔三井武田(株)製、TDI−80(2,4-トリレンジイソシアネート80質量%と2,6-トリレンジイソシアネート20質量%の混合物)〕を用い、表1に示すイソシアネートインデックスとなるように配合量を決定した。表1中における略号を以下に示す。
ポリオール2: アクリロニトリル−スチレングラフトポリマーポリオール、旭硝子(株)製、エクセノール941
ポリオール3: ポリエステル系ポリオール、日本ポリウレタン工業(株)製、ニッポラン101
触媒1:アミン触媒、花王(株)製、カオライザーNo.31
触媒2:アミン触媒、花王(株)製、カオライザーNo.22
触媒3:オクチル酸第1スズ、城北化学工業(株)製、MRH110
整泡剤1:シリコーン系界面活性剤、ゴールドシュミット(株)製、B8110
整泡剤2:シリコーン系界面活性剤、ゴールドシュミット(株)製、B8300
ポリオール類の動粘度: ポリオール1、ポリオール2又はポリオール3よりなるポリオール類の25℃での動粘度(mPa・sec)を示した。
得られたポリウレタン発泡体について、密度、硬さ、反発弾性率、湿熱歪及びセル数を以下の測定方法に従って測定した。それらの結果を表1に示した。
(測定方法)
密度(kg/m3)、硬さ(N)、反発弾性率(%)及びセル数(個/25mm): JIS K6400(軟質ウレタンフォーム試験方法)に準じて行った。尚、湿熱歪(%)は
前述のように、温度70℃、湿度95%の条件下で50%圧縮し、48時間後の厚さを測定して算出した値である。
供給性:○;トナーの供給量が十分であった、△;トナーの供給量が若干不足した、×;トナーの供給量が不十分であった。
画像濃度差:○;画像の濃度差が全く見られなかった、△;一部に画像の濃度差が見られた、×;画像の濃度差が全体に見られた。
・ 平均セル数に代えて、平均セル径を用いてトナー供給ロール用としての使用可能性を評価することもできる。
・ 湿熱歪(%)に代えて、圧縮残留歪(%)等を用いてトナー供給ロール用としての使用可能性を評価することもできる。
Claims (8)
- ポリオール類、ポリイソシアネート類、発泡剤及び触媒を混合してポリウレタン発泡体の原料を調製し、発泡容器内で反応させるとともにスラブ発泡させた後、硬化させて製造した画像形成装置の現像部でトナーを感光体に供給するために用いられるトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体の製造方法であって、
前記ポリオール類には少なくともポリマーポリオールをポリオール類100質量部当たり20質量部以上含有し、かつポリオール類の動粘度が25℃で600〜6000mPa・secとなるように設定し、当該ポリオール類と前記ポリイソシアネート類とをワンショット法にて直接反応させることにより、JIS K6400に基づく発泡体の平均セル数が50〜80個/25mmの範囲に形成され、JIS K6400に基づく発泡体の硬さが170〜300Nの範囲に形成されることを特徴とするトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体の製造方法。 - 前記ポリマーポリオールの平均粒子径は50μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記ポリマーポリオール中の固形分量がポリオール類100質量部当たり7〜50質量部であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記ポリマーポリオールの数平均分子量は1000〜7000であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 前記発泡剤として水の配合量がポリオール類100質量部に対して1〜5質量部であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体の製造方法。
- 請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体であって、
JIS K6400に基づく発泡体の反発弾性が30〜60%であることを特徴とするトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体。 - JIS K6400に基づく発泡体の密度が50〜80kg/m 3 であることを特徴とする請求項6に記載のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体。
- 温度70℃、湿度95%で48時間後の湿熱歪が3〜20%であることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のトナー供給ロール用ポリウレタン発泡体。
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