JP4498650B2

JP4498650B2 - Developing roll

Info

Publication number: JP4498650B2
Application number: JP2001401794A
Authority: JP
Inventors: 公一志鶴; 直樹平川; 慎岩村
Original assignee: Synztec Co Ltd
Current assignee: Synztec Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003202750A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式複写機及びプリンタなどの画像形成装置に用いられる現像ロールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置に用いられる現像ロールとしては、ポリウレタン素材に過塩素酸リチウム等のイオン導電剤を添加したものが用いられている。
【０００３】
このようなイオン導電剤を添加した現像ロールは、環境変動による電気抵抗値の変動が大きいという欠点を有している。すなわち、低温低湿環境下では抵抗値が上昇してトナー帯電量が不足し、一方、高温高湿条件下では抵抗値が低下してトナーのカブリが見られ、何れも画像の不具合の原因となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、カーボンブラックにより導電性を付与した現像ロールも検討されているが、この場合、環境依存性は比較的小さいが、印加電圧の大小により電気抵抗値が大きく変化するという問題があった。また、電気抵抗値にバラツキが生じ、所定の電気抵抗値に設定できないという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、電気抵抗値のバラツキを抑えて所定の電気抵抗値を得ることができ、安定して使用できる現像ロールを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明の第１の態様は、芯金の外周に導電性ポリウレタンゴムを主体としたゴムからなる弾性層を有する現像ロールにおいて、前記導電性ポリウレタンが、導電性カーボンブラックを主体とする少なくとも一種のカーボンブラックを含有してイオン導電剤を含まないエーテル系ポリウレタンからなり且つ前記弾性層表面にはイソシアネート化合物を有機溶剤に溶解させた表面処理液を含浸させ、加熱処理してイソシアネートを硬化させて形成した表面処理層が設けられて当該表面処理層が設けられた表面から内方に向かって電気抵抗値が漸減するように傾斜しており、当該ロールに５Ｖ、５０Ｖ及び１００Ｖをそれぞれ印加した際の電気抵抗値Ｒｖ_５、Ｒｖ_５０及びＲｖ_１００が５×１０^５〜５×１０^８の範囲にあり且つ下記式を満足することを特徴とする現像ロールにある。
【０００７】
【数２】
ｌｏｇＲｖ_５／ｌｏｇＲｖ_５０＝１．１５±０．１
ｌｏｇＲｖ_１００／ｌｏｇＲｖ_５０＝０．９３±０．１
【０００８】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、当該現像ロールの電気抵抗値の表面全体に亘った最大値及び最小値の比（最大値／最小値）が、３０以下であることを特徴とする現像ロールにある。
【０００９】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記カーボンブラックを前記ポリウレタンの主原料であるエーテル系ポリオールに粒度が２０μｍ以下となるように分散して添加したことを特徴とする現像ロールにある。
【００１０】
本発明の第４の態様は、第３の態様において、前記カーボンブラックの添加量が、前記エーテル系ポリオール１００重量部に対して８重量部以下であることを特徴とする現像ロールにある。
【００１２】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様において、前記弾性層の圧縮永久ひずみが３％以下であることを特徴とする現像ロールにある。
【００１３】
かかる本発明では、導電性カーボンブラックを主体とする少なくとも一種のカーボンブラックを含有するエーテル系ポリウレタンからなり且つ前記弾性層表面にはイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層が設けられているので、電気抵抗値にバラツキが小さくなり、所定の電気抵抗値を有する現像ロールを得られるようになった。すなわち、本発明では、表面処理層が形成された領域のカーボンブラックのストラクチャーが表面から内方に亘って徐々に切断されて電気抵抗値が徐々に小さくなるように傾斜した傾斜抵抗層が形成されており、カーボンブラックの添加量と傾斜抵抗層とを適宜設定することにより、所定の電気抵抗値が得られるようになった。
【００１４】
かかる本発明では、導電性カーボンブラックを主体とする少なくとも一種のカーボンブラックを含有するエーテル系ポリウレタンからなり且つ前記弾性層表面にはイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層が設けられているので、電気抵抗値にバラツキが小さくなり、所定の電気抵抗値を有する現像ロールを得られるようになった。すなわち、本発明では、表面処理層が形成された領域のカーボンブラックのストラクチャーが表面から内方に亘って徐々に切断されて電気抵抗値が徐々に小さくなるように傾斜した傾斜抵抗層が形成されており、カーボンブラックの添加量と傾斜抵抗層とを適宜設定することにより、所定の電気抵抗値が得られるようになった。
【００１５】
また、本発明の現像ロールは、カーボンブラックにより導電性を付与し、イオン導電剤を含んでいないので、電気抵抗値の環境依存性は極めて小さいが、電気抵抗値は印加電圧に依存して変化する。しかしながら、５Ｖ、５０Ｖ及び１００Ｖをそれぞれ印加した際の電気抵抗値Ｒｖ_５、Ｒｖ_５０及びＲｖ_１００が５×１０^５〜５×１０^８Ωの範囲にあり且つ上述した式を満足するものであれば、使用する機器の印加電圧で所定の電気抵抗値が得られるように設定すれば、安定して使用できることがわかった。
【００１６】
本発明の弾性部材の基材となるエーテル系ポリウレタンは、エーテル系ポリオールを主体とするポリオールとポリイソシアネートとを反応することにより得られる、いわゆる注型タイプのポリウレタンである。これは永久圧縮ひずみを小さくするためである。なお、エーテル系ポリウレタンでもミラブルタイプとすると圧縮永久ひずみが十分に小さくすることができない。一方、エステル系ポリウレタンを用いた場合には、加水分解特性が悪く、長期に亘って安定して使用できない。
【００１７】
弾性層の圧縮永久ひずみ（ＪＩＳＫ６２６２）は、３％以下となるようにするのが好ましい。これより大きくなると、帯電量にバラツキが生じてしまうからである。
【００１８】
ポリエーテルジオールと反応させるジイソシアネートとしては、例えば、２，４−トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４’−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、３，３−ジメチルジフェニル−４，４’−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、及びこれらのイソシアネートを両末端に有するプレポリマー等の変性体や多量体などを挙げることができる。
【００１９】
また、本発明で用いるカーボンブラックは、通常、充填剤として使用されるカーボンブラックではなく、導電性カーボンブラックを主体として使用する。導電性カーボンブラックは添加量のバラツキにより発現する電気抵抗値が大きく変化するので、従来、使用が敬遠されていたが、本発明では、導電性カーボンブラックを添加した導電性ポリウレタンに所定の表面処理を行って、表面処理された領域のカーボンブラックのストラクチャーを切断して傾斜抵抗層を形成するようにすることにより、狙いの電気抵抗値が安定して得られるようになった。なお、導電性カーボンブラックは、それ単独で用いてもよいが、通常のカーボンブラックを併用してもよい。
【００２０】
カーボンブラックは、ポリウレタンの原料、好ましくはポリオールと均一に分散するのが好ましく、粒度が２０μｍ以下となるように分散させた状態でポリイソシアネートと反応させるのが好ましい。
【００２１】
このようにカーボンブラックを均一に分散させると、当該現像ロールの電気抵抗値の表面全体に亘ったバラツキが小さくなり、その最大値及び最小値の比（最大値／最小値）が、３０以下となるようにすることができる。
【００２２】
なお、カーボンブラックの添加量は、狙いの電気抵抗値によって異なるが、エーテル系ポリオール１００重量部に対して８重量部以下とするのが好ましい。これより多く添加すると、成形が困難になるからである。
【００２３】
一方、弾性体の表面は、上述したようにイソシアネート化合物を含浸させて硬化させたイソシアネート処理により表面処理されている必要がある。ここで、使用する表面処理液は、イソシアネート化合物を有機溶剤に溶解させたもの、さらには、これにカーボンブラックを添加したものを用いることができる。また、アクリルフッ素系ポリマー及びアクリルシリコーン系ポリマーから選択される少なくとも１種のポリマーと、導電性付与剤と、イソシアネート成分とを含有する表面処理液を用いることもできる。
【００２４】
ここで、イソシアネート化合物としては、２，６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、４，４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、パラフェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート（ＮＤＩ）及び３，３−ジメチルジフェニル−４，４′−ジイソシアネート（ＴＯＤＩ）および前記記載の多量体および変性体などを挙げることができる。
【００２５】
なお、本発明の現像ロールとして安定して使用するためには、円周方向に亘って測った表面粗さＲｚが、８μｍ以下であるのが好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２７】
(実施例１)
〈ロールの製法〉ポリエーテル系ポリオールであるＰＰ−２０００（三洋化成社製）１００重量部に、ケッチェンブラックＥＣ（ケッチェンブラックインターナショナル社製）を３重量部添加し、粒度が２０μｍ以下となる程度まで分散させ、１００℃に温調し、Ａ液を得た。一方、モディパーＦ６００（日本油脂社製）２０重量部にジフェニルメタンジイソシアネート４重量部、コロネートＣ−ＨＸ（日本ポリウレタン社製）１２重量部を添加・混合し、１２０℃にて１５分間反応させ、Ｂ液を得た。このＡ液とＢ液とを混合し、あらかじめシャフト（φ：８ｍｍ、ｌ：２７０ｍｍ）が配置されている１２０℃に予熱された金型に注入し、１２０℃にて１２０分間加熱し、両端部を除くシャフト表面に導電性ポリウレタン層が形成されたロールを得た。この状態での５０Ｖ印加時の電気抵抗値は１．４６×１０^４Ωであった。
【００２８】
〈表面処理液の調製〉ＫＦ−６００１（信越化学社製）５０重量部、ＭＲ４００（日本ポリウレタン社製）２０重量部を添加・混合し、１２０℃で１５分間反応させた後、酢酸エチル１８０重量部に溶解させる。この溶液の溶質中におけるシロキサン結合単位は約６０重量％であった。
〈ロールの表面処理〉表面処理液を２０℃に保ったまま、前記ロールを３０秒間浸漬後、１００℃に保持されたオーブンで１０時間加熱し、表面が高硬度の現像ロールを得た。このロールの硬度は４７°（ＪＩＳＡ）であり、ロール抵抗値は５０Ｖ印加時で２×１０⁷Ωであった。
【００２９】
（実施例２）
カーボンブラックとして、ケッチェンブラックＥＣ−６００ＪＤ（ケッチェンブラックインターナショナル社製）を２重量部と旭♯６０（旭カーボン社製）４重量部とを用いた以外は実施例１と同様にして現像ロールを得た。ロールの硬度は５４°（ＪＩＳＡ）であり、ロール抵抗値は５０Ｖ印加時で６×１０^６Ωであった。
【００３０】
（比較例１）
カーボンブラックの代わりに、過塩素酸リチウムを０．１重量部添加した以外は、実施例１と同様にして現像ロールを得た。このロールの硬度は４７°（ＪＩＳＡ）であり、ロール抵抗値は５０Ｖ印加時で６．３９×１０^６Ωであった。
【００３１】
（比較例２）
表面処理を行わない以外は実施例１と同様にして現像ロールを作成した。５０Ｖ印加時の電気抵抗値は３．９２×１０^４Ωであった。
【００３２】
（比較例３）
エピクロルヒドリンゴム（ダイソー製エピクロマーＣＧ１０２）１００重量部に対し、酸化亜鉛５重量部、導電材としてのケッチェンブラックＥＣ５重量部、加硫剤としての２−メルカプトイミダゾリン（アクセル２２）２重量部を、それぞれ添加してロールミキサーで混練りし、プレス成形した。
【００３３】
（試験例１）電気抵抗値の電圧依存性
実施例１及び比較例１の現像ロールについて、印加電圧を５Ｖ、１０Ｖ、５０Ｖ、１００Ｖ、５００Ｖと変化させた際の電気抵抗値を測定した。電気抵抗値の測定は、現像ロールをＳＵＳ３０４板からなる電極部材の上に置いて芯金に５００ｇ荷重をかけた状態で、各電圧を３０秒間印加した後、芯金と電極部材との間の抵抗値を、ＵＬＴＲＡＨＩＧＨＲＥＳＩＳＴＡＮＣＥＭＥＴＥＲＲ８３４０Ａ（株式会社アドバンテスト製）を用いて測定した。その結果を下記表１に示す。
【００３４】
また、実施例１及び比較例１について、ｌｏｇＲｖ_５、ｌｏｇＲｖ_５０およびｌｏｇＲｖ_１００、並びに［ｌｏｇＲｖ_５／ｌｏｇＲｖ_５０］および［ｌｏｇＲｖ_１００／ｌｏｇＲｖ_５０］を算出した結果を表２に示す。
【００３５】
これらの結果、電子導電タイプの実施例１の現像ロールは、比較例１と比較して印加電圧により電気抵抗値は変化するが、狙った所定の範囲の電気抵抗値が得られることがわかった。
【００３６】
なお、このように製造した実施例１は所定の範囲に電気抵抗値が設定され、［ｌｏｇＲｖ_５／ｌｏｇＲｖ_５０］＝１．１５±０．１、［ｌｏｇＲｖ_１００／ｌｏｇＲｖ_５０］＝０．９３±０．１の条件を満足するものであった。
【００３７】
【表１】

【００３８】
【表２】

【００３９】
（試験例２）電気抵抗値の環境依存性
実施例１及び比較例１の現像ロールについて、Ｌ／Ｌ環境（１０℃、３０％ＲＨ）、Ｎ／Ｎ環境（２５℃、５０％ＲＨ）、及びＨ／Ｈ環境（３５℃、８５％ＲＨ）で、５０Ｖ印加したときの電気抵抗値を測定し、環境依存性を観察した。この結果を表３に示す。
【００４０】
【表３】

【００４１】
この結果、実施例１の現像ロールは比較例１の現像ロールと比較して電気抵抗値の環境依存性が著しく小さいことがわかった。また、両者を市販のプリンタに搭載して画像を評価したところ、比較例１ではＬ／Ｌ環境下でトナー濃度が薄くなる傾向にあり、また、Ｈ／Ｈ環境下ではカブリ現象が発生したが、実施例１の現像ロールでは何れの環境でも良好な画像が得られた。
【００４２】
（試験例３）
実施例１の現像ロールについて、０．１ｍｍの厚さずつ研磨しながら、５０Ｖ印加時の電気抵抗値を測定した結果を表４及び図１に示す。また、比較のため、比較例２の現像ロールについて同様に研磨しながら５０Ｖ印加時の電気抵抗値を測定した結果を表４に示す。
【００４３】
この結果より、実施例１の現像ロールは、表面から厚さ０．４ｍｍ程度の領域まで、電気抵抗値が傾斜している傾斜抵抗層となっており、表面ほど電気抵抗値が高いことがわかった。
【００４４】
【表４】

【００４５】
（試験例４）
実施例１及び比較例３と同様の処方で直径２９．０±０．５ｍｍで、厚さ１２．５ｍｍの試験片を作成し、ＪＩＳＫ６２６２の方法に準じて圧縮永久ひずみ（％）を測定した。結果を表５に示す。
【００４６】
この結果、実施例１のものは、圧縮永久ひずみが比較例３と比較して著しく小さいことがわかった。
【００４７】
（試験例５）
実施例１及び比較例３の現像ロールを市販のプリンタに実装し、１週間感光体に当接させた後の画像評価を行った結果を表５に示す。
【００４８】
この結果、実施例１の現像ロールを用いた場合には、正常な画像が得られたが、比較例３の現像ロールを用いた場合には、ロールピッチでスジ状の不具合が発生した。
【００４９】
【表５】

【００５０】
（試験例６）
実施例１および比較例１の常温常湿環境（２３℃×５５％ＲＨ）に保持したときのロール内の電気抵抗値バラツキを測定した。電気抵抗値の測定方法は試験例１と同様であり、周方向に４５°ずつ回転させて回転方向に亘って８ヶ所測定した。その結果を下記表６に示す。
【００５１】
【表６】

【００５２】
この結果、実施例１の現像ロールは、電気抵抗値のバラツキが比較例１と比較して著しく小さいことがわかった。また、これらの現像ロールを市販のプリンタに搭載して画像を評価したところ、比較例１の現像ロールではトナーの濃度ムラが見られたが、実施例１の現像ロールでは、トナーの濃度ムラが見られず、鮮明な画像が得られた。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、導電性カーボンブラックを主体とする少なくとも一種のカーボンブラックを含有するエーテル系ポリウレタンからなり且つ前記弾性層表面にはイソシアネートを含む表面処理液により表面処理された表面処理層が設けられているので、電気抵抗値にバラツキが小さくなり、所定の電気抵抗値を有する現像ロールを得られるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態にかかる現像ロールの試験例３の結果を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a developing roll used in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine and a printer.
[0002]
[Prior art]
As a developing roll used in an image forming apparatus, a polyurethane material obtained by adding an ionic conductive agent such as lithium perchlorate to a polyurethane material is used.
[0003]
The developing roll to which such an ionic conductive agent is added has a drawback that the electric resistance value fluctuates greatly due to environmental fluctuations. That is, the resistance value increases in a low temperature and low humidity environment, and the toner charge amount is insufficient. On the other hand, the resistance value decreases and toner fog is observed under high temperature and high humidity conditions, both of which cause image defects. .
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, a developing roll imparted with conductivity by carbon black has been studied. In this case, although the environmental dependency is relatively small, there is a problem that the electric resistance value largely changes depending on the magnitude of the applied voltage. Further, there is a problem in that the electric resistance value varies and cannot be set to a predetermined electric resistance value.
[0005]
In view of such circumstances, it is an object of the present invention to provide a developing roll that can obtain a predetermined electric resistance value while suppressing variations in electric resistance value and can be used stably.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems is that in a developing roll having an elastic layer made of rubber mainly composed of conductive polyurethane rubber on the outer periphery of a core metal, the conductive polyurethane is mainly composed of conductive carbon black. The surface of the elastic layer is impregnated with a surface treatment solution in which an isocyanate compound is dissolved in an organic solvent, and is heat-treated to form isocyanate. surface treatment layer formed by curing provided a is inclined so that the electric resistance value inward from the surface to which the surface treatment layer is provided is gradually reduced, to the roll 5V, the 50V and 100V electric resistance value _Rv 5 in applying respectively, _{Rv 50} and _{Rv 100} is in the range of 5 × ¹⁰ 5 ~5 × ¹⁰ ⁸ One is to the developing roller, characterized by satisfying the following equation.
[0007]
[Expression 2]
logRv ₅ / logRv ₅₀ = 1.15 ± 0.1
_{_{logRv 100 / logRv 50 = 0.93 ±}} 0.1
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the ratio of the maximum value and the minimum value (maximum value / minimum value) over the entire surface of the electric resistance value of the developing roll is 30 or less. The developing roll is characterized.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the carbon black is dispersed and added to an ether-based polyol which is a main raw material of the polyurethane so as to have a particle size of 20 μm or less. Located on the developing roll.
[0010]
A fourth aspect of the present invention is the developing roll according to the third aspect, wherein the addition amount of the carbon black is 8 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the ether-based polyol.
[0012]
A sixth aspect of the present invention is the developing roll according to any one of the first to fifth aspects, wherein the compression set of the elastic layer is 3% or less.
[0013]
In the present invention, a surface treatment layer made of an ether-based polyurethane containing at least one carbon black mainly composed of conductive carbon black and surface-treated with a surface treatment liquid containing isocyanate is provided on the elastic layer surface. Therefore, the variation in the electric resistance value is reduced, and a developing roll having a predetermined electric resistance value can be obtained. That is, in the present invention, the sloped resistance layer is formed so that the carbon black structure in the region where the surface treatment layer is formed is gradually cut inward from the surface and the electrical resistance value is gradually reduced. Thus, a predetermined electric resistance value can be obtained by appropriately setting the addition amount of carbon black and the gradient resistance layer.
[0014]
In the present invention, a surface treatment layer made of an ether-based polyurethane containing at least one carbon black mainly composed of conductive carbon black and surface-treated with a surface treatment liquid containing isocyanate is provided on the elastic layer surface. Therefore, the variation in the electric resistance value is reduced, and a developing roll having a predetermined electric resistance value can be obtained. That is, in the present invention, the sloped resistance layer is formed so that the carbon black structure in the region where the surface treatment layer is formed is gradually cut inward from the surface and the electrical resistance value is gradually reduced. Thus, a predetermined electric resistance value can be obtained by appropriately setting the addition amount of carbon black and the gradient resistance layer.
[0015]
In addition, since the developing roll of the present invention imparts conductivity with carbon black and does not contain an ionic conductive agent, the electrical resistance value has very little environmental dependency, but the electrical resistance value changes depending on the applied voltage. To do. However, if the electric resistance values Rv ₅ , Rv ₅₀ and Rv ₁₀₀ when 5 V, 50 V and 100 V are applied are in the range of 5 × 10 ^{5 to} 5 × 10 ⁸ Ω and satisfy the above-mentioned formula, It has been found that if a predetermined electrical resistance value can be obtained with the applied voltage of the equipment to be used, it can be used stably.
[0016]
The ether polyurethane used as the base material of the elastic member of the present invention is a so-called cast type polyurethane obtained by reacting a polyol mainly composed of an ether polyol with a polyisocyanate. This is to reduce the permanent compression strain. Note that even if ether polyurethane is used as a millable type, the compression set cannot be sufficiently reduced. On the other hand, when ester polyurethane is used, the hydrolysis characteristics are poor and it cannot be used stably over a long period of time.
[0017]
The compression set (JIS K6262) of the elastic layer is preferably 3% or less. This is because if it exceeds this range, the amount of charge will vary.
[0018]
Examples of the diisocyanate to be reacted with the polyether diol include 2,4-toluene diisocyanate (TDI), 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (MDI), paraphenylene diisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI), Examples include 3,3-dimethyldiphenyl-4,4′-diisocyanate (TODI) and modified polymers and multimers such as prepolymers having these isocyanates at both ends.
[0019]
In addition, the carbon black used in the present invention is mainly composed of conductive carbon black, not carbon black used as a filler. Conductive carbon black has been largely avoided because it has a large change in electrical resistance value due to variations in the amount of addition. In the present invention, a predetermined surface treatment is applied to conductive polyurethane to which conductive carbon black is added. Thus, the target electrical resistance value can be stably obtained by cutting the carbon black structure in the surface-treated region to form the gradient resistance layer. In addition, although conductive carbon black may be used independently, you may use normal carbon black together.
[0020]
Carbon black is preferably uniformly dispersed with a polyurethane raw material, preferably a polyol, and is preferably reacted with polyisocyanate in a dispersed state so as to have a particle size of 20 μm or less.
[0021]
When carbon black is uniformly dispersed in this way, the variation of the electric resistance value of the developing roll over the entire surface is reduced, and the ratio between the maximum value and the minimum value (maximum value / minimum value) is 30 or less. Can be.
[0022]
In addition, although the addition amount of carbon black changes with target electric resistance values, it is preferable to set it as 8 weight part or less with respect to 100 weight part of ether type polyols. It is because shaping | molding will become difficult when it adds more than this.
[0023]
On the other hand, the surface of the elastic body needs to be surface-treated by an isocyanate treatment in which an isocyanate compound is impregnated and cured as described above. Here, as the surface treatment liquid to be used, a solution obtained by dissolving an isocyanate compound in an organic solvent, or a solution obtained by adding carbon black to this can be used. In addition, a surface treatment liquid containing at least one polymer selected from an acrylic fluorine-based polymer and an acrylic silicone-based polymer, a conductivity imparting agent, and an isocyanate component can also be used.
[0024]
Here, as the isocyanate compound, 2,6-tolylene diisocyanate (TDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), paraphenylene diisocyanate (PPDI), 1,5-naphthalene diisocyanate (NDI) and 3,3 -Dimethyldiphenyl-4,4'-diisocyanate (TODI) and the above-mentioned multimers and modified products.
[0025]
In order to stably use the developing roll of the present invention, the surface roughness Rz measured over the circumferential direction is preferably 8 μm or less.
[0026]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated based on an Example, this invention is not limited to this.
[0027]
(Example 1)
<Roll production method> To 100 parts by weight of PP-2000 (manufactured by Sanyo Chemical Co., Ltd.), which is a polyether polyol, 3 parts by weight of ketjen black EC (manufactured by ketjen black international) is added, and the particle size becomes 20 μm or less. Disperse to the extent that the temperature was adjusted to 100 ° C. to obtain solution A. On the other hand, 4 parts by weight of diphenylmethane diisocyanate and 12 parts by weight of coronate C-HX (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) are added to and mixed with 20 parts by weight of Modiper F600 (manufactured by NOF Corporation), and reacted at 120 ° C. for 15 minutes. Got. This liquid A and liquid B are mixed, poured into a mold preheated to 120 ° C. in which a shaft (φ: 8 mm, l: 270 mm) is arranged in advance, and heated at 120 ° C. for 120 minutes. A roll having a conductive polyurethane layer formed on the surface of the shaft excluding was obtained. In this state, the electric resistance value when 50 V was applied was 1.46 × 10 ⁴ Ω.
[0028]
<Preparation of surface treatment solution> 50 parts by weight of KF-6001 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 20 parts by weight of MR400 (manufactured by Nippon Polyurethane Co., Ltd.) were added and mixed, reacted at 120 ° C. for 15 minutes, and then 180 weights of ethyl acetate. Dissolve in part. The siloxane bond unit in the solute of this solution was about 60% by weight.
<Surface Treatment of Roll> The surface treatment solution was kept at 20 ° C., the roll was immersed for 30 seconds, and then heated in an oven kept at 100 ° C. for 10 hours to obtain a developing roll having a high hardness on the surface. The hardness of this roll was 47 ° (JIS A), and the roll resistance value was 2 × 10 ⁷ Ω when 50 V was applied.
[0029]
(Example 2)
Developing roll in the same manner as in Example 1 except that 2 parts by weight of Ketjen Black EC-600JD (made by Ketjen Black International) and 4 parts by weight of Asahi # 60 (made by Asahi Carbon Co.) were used as carbon black. Got. The roll hardness was 54 ° (JIS A), and the roll resistance value was 6 × 10 ⁶ Ω when 50 V was applied.
[0030]
(Comparative Example 1)
A developing roll was obtained in the same manner as in Example 1 except that 0.1 part by weight of lithium perchlorate was added instead of carbon black. The hardness of this roll was 47 ° (JIS A), and the roll resistance value was 6.39 × 10 ⁶ Ω when 50 V was applied.
[0031]
(Comparative Example 2)
A developing roll was prepared in the same manner as in Example 1 except that the surface treatment was not performed. The electric resistance value when 50 V was applied was 3.92 × 10 ⁴ Ω.
[0032]
(Comparative Example 3)
For 100 parts by weight of epichlorohydrin rubber (Daiso Epichromer CG102), 5 parts by weight of zinc oxide, 5 parts by weight of ketjen black EC as a conductive material, and 2 parts by weight of 2-mercaptoimidazoline (Accel 22) as a vulcanizing agent, It was added, kneaded with a roll mixer, and press molded.
[0033]
Test Example 1 Voltage Dependence of Electrical Resistance Values For the developing rolls of Example 1 and Comparative Example 1, the electrical resistance values when the applied voltage was changed to 5V, 10V, 50V, 100V, and 500V were measured. The electrical resistance value is measured by placing a developing roll on an electrode member made of a SUS304 plate and applying a load of 500 g to the cored bar, applying each voltage for 30 seconds, and then between the cored bar and the electrode member. The resistance value was measured using ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A (made by Advantest Corporation). The results are shown in Table 1 below.
[0034]
Table 2 shows the results of calculating logRv ₅ , logRv ₅₀ and logRv ₁₀₀ , and [logRv ₅ / logRv ₅₀ ] and [logRv ₁₀₀ / logRv ₅₀ ] for Example 1 and Comparative Example 1.
[0035]
As a result, it was found that the electric resistance value of the developing roll of Example 1 of the electronic conductivity type varies depending on the applied voltage as compared with Comparative Example 1, but an electric resistance value within a predetermined range can be obtained. .
[0036]
In Example 1 manufactured in this way, the electric resistance value is set within a predetermined range, and [logRv ₅ / logRv ₅₀ ] = 1.15 ± 0.1, [logRv ₁₀₀ / logRv ₅₀ ] = 0.93 ± The condition of 0.1 was satisfied.
[0037]
[Table 1]

[0038]
[Table 2]

[0039]
(Test Example 2) Environmental Dependence of Electrical Resistance Values For the developing rolls of Example 1 and Comparative Example 1, L / L environment (10 ° C., 30% RH), N / N environment (25 ° C., 50% RH), And the electrical resistance value when 50 V was applied was measured in an H / H environment (35 ° C., 85% RH), and the environment dependency was observed. The results are shown in Table 3.
[0040]
[Table 3]

[0041]
As a result, it was found that the development roll of Example 1 has remarkably small environmental dependency of the electrical resistance value as compared with the development roll of Comparative Example 1. Further, when both were mounted on a commercially available printer and the image was evaluated, in Comparative Example 1, the toner concentration tends to be thin in the L / L environment, and the fog phenomenon occurred in the H / H environment. In the developing roll of Example 1, good images were obtained in any environment.
[0042]
(Test Example 3)
Table 4 and FIG. 1 show the results of measuring the electrical resistance value when 50 V was applied to the developing roll of Example 1 while polishing the thickness by 0.1 mm. For comparison, Table 4 shows the results of measuring the electrical resistance value when 50 V was applied while polishing the developing roll of Comparative Example 2 in the same manner.
[0043]
From this result, it can be seen that the developing roll of Example 1 is a sloped resistance layer having an electrical resistance value inclined from the surface to a region having a thickness of about 0.4 mm, and the surface has a higher electrical resistance value. It was.
[0044]
[Table 4]

[0045]
(Test Example 4)
A specimen having a diameter of 29.0 ± 0.5 mm and a thickness of 12.5 mm was prepared in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 3, and compression set (%) was measured according to the method of JIS K6262. . The results are shown in Table 5.
[0046]
As a result, it was found that the compression set of Example 1 was significantly smaller than that of Comparative Example 3.
[0047]
(Test Example 5)
Table 5 shows the results of image evaluation after the developing rolls of Example 1 and Comparative Example 3 were mounted on a commercially available printer and contacted with the photoreceptor for one week.
[0048]
As a result, when the developing roll of Example 1 was used, a normal image was obtained, but when the developing roll of Comparative Example 3 was used, streak-like defects occurred at the roll pitch.
[0049]
[Table 5]

[0050]
(Test Example 6)
The variation in the electrical resistance value in the rolls when held in the normal temperature and normal humidity environment (23 ° C. × 55% RH) of Example 1 and Comparative Example 1 was measured. The measurement method of the electrical resistance value was the same as in Test Example 1, and was measured at 8 points in the rotation direction by rotating 45 ° in the circumferential direction. The results are shown in Table 6 below.
[0051]
[Table 6]

[0052]
As a result, it was found that the variation in the electric resistance value of the developing roll of Example 1 was significantly smaller than that of Comparative Example 1. Further, when these developing rolls were mounted on a commercially available printer and the images were evaluated, toner density unevenness was found in the developing roll of Comparative Example 1, but toner density unevenness was found in the developing roll of Example 1. It was not seen and a clear image was obtained.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the surface is made of an ether-based polyurethane containing at least one kind of carbon black mainly composed of conductive carbon black, and the elastic layer surface is surface-treated with a surface treatment liquid containing isocyanate. Since the processing layer is provided, there is an effect that variation in the electric resistance value is reduced and a developing roll having a predetermined electric resistance value can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing the results of Test Example 3 of a developing roll according to one embodiment.

Claims

In a developing roll having an elastic layer composed mainly of conductive polyurethane rubber on the outer periphery of a core metal, the conductive polyurethane contains at least one carbon black mainly composed of conductive carbon black, and an ionic conductive agent The surface of the elastic layer is provided with a surface treatment layer formed by impregnating a surface treatment solution in which an isocyanate compound is dissolved in an organic solvent and curing the isocyanate by heat treatment. It is inclined so that the electric resistance value gradually decreases inward from the surface provided with the surface treatment layer, and resistance values Rv ₅ , Rv ₅₀ and Rv when 5 V, 50 V and 100 V are applied to the roll, respectively. developing row, characterized in _{that 100} is in the range of 5 × ¹⁰ 5 ~5 × ¹⁰ ⁸ and satisfies the following formula .
[Expression 1]
logRv ₅ / logRv ₅₀ = 1.15 ± 0.1
_{_{logRv 100 / logRv 50 = 0.93 ±}} 0.1

2. The developing roll according to claim 1, wherein the ratio (maximum value / minimum value) of the maximum value and the minimum value over the entire surface of the electric resistance value of the developing roll is 30 or less.

The developing roll according to claim 1 or 2, wherein the carbon black is dispersed and added to an ether-based polyol which is a main raw material of the polyurethane so as to have a particle size of 20 µm or less.

4. The developing roll according to claim 3, wherein the amount of carbon black added is 8 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the ether-based polyol.

5. The developing roll according to claim 1, wherein the surface roughness Rz measured in the circumferential direction of the developing roll is 8 μm or less.

6. The developing roll according to claim 1, wherein the elastic layer has a compression set of 3% or less.