JP4653876B2 - Image forming apparatus member and image forming apparatus using the same - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置、静電記録装置及びトナー飛翔記録装置等の画像形成装置などにおいて使用される画像形成装置部材に関し、さらに詳しくは、普通紙等の記録媒体(転写材)がジャミングの際に過大な応力を該部材に及ぼしても、充分な強度を保ち、該部材が引き裂かれる等の不具合を引き起こさない画像形成装置部材及び該部材を装着した画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式電子写真装置等の画像形成装置には、帯電用、現像用、転写用、トナー(現像剤)供給用、クリーニング用などに供される部材として、高分子弾性部材が注目されており、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニンクローラ等の弾性を有するローラやトナー層規制ブレード、クリーニングブレード等の弾性を有するブレードなどの形態で用いられている。
これらの目的に用いられる画像形成装置部材には、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材料として用いられており、画像形成装置部材は、低硬度であり、画像担持体や転写材を汚染することなく、トナーと融着しないことが求められる。
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ナ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。ここで電気抵抗の位置ばらつきが少ない点、電気抵抗の電圧依存性が少ない点で、エピクロルヒドリンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ポリウレタン等の極性高分子に、アルカリ金属,アルカリ土類金属,第4級アンモニウム等の塩化物、過塩素酸化物、ホウフッ化物、アルキル硫酸化物、カルボン酸化物などの電解質を配合して導電性を付与することが有利であり、特に製造の容易さ、原材料価格、長期間の電気抵抗の安定性の点から、第4級アンモニウム塩等により導電性を付与したポリウレタンが好ましく用いられる。
【0003】
しかしながら、画像形成装置の高速化に伴い、普通紙等の記録媒体(転写材)がジャミングなどの際に過大な応力を該部材に及ぼし、該部材が引き裂かれ、画像不良を引き起こしたり、引き裂かれた部材の破片が機械内部で回転部分に詰まり、画像形成装置の運転ができなくなるという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決し、画像形成装置部材に必要な諸性能を損なわず、充分な強度を有する画像形成装置部材及び該部材を装着した画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結果、イソシアナート成分とポリオール成分を反応硬化させることにより得られるポリウレタンからなる画像形成装置部材において、該ポリオール成分として特定のポリオールを特定量含むものを用いることにより、画像形成装置部材に必要な諸性能を損なわず、充分な強度を付与できることを見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成したものである。
すなわち、本発明は、主にイソシアナート成分とポリオール成分を反応硬化させることにより得られるポリウレタンからなる画像形成装置部材において、該ポリオール成分が、アクリロニトリル及びスチレン等の群から選ばれた一種又は二種以上のエチレン性不飽和化合物をポリオールにグラフト重合させたポリマーポリオールを、全ポリオール成分中5〜95重量%含むことを特徴とする画像形成装置部材及び該部材を装着した画像形成装置を提供するものである。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明において、ポリオール成分としては、アクリロニトリル及びスチレン等の群から選ばれた一種又は二種以上のエチレン性不飽和化合物をポリオールにグラフト重合させたポリマーポリオールを用いる。ポリオール成分として、このような特定のポリマーポリオールを全ポリオール成分中5〜95重量%含むものを用いることにより、画像形成装置部材としての諸特性を損なうこと無く、充分な強度が得られる。上記特定のポリマーポリオールの含有量は、好ましくは全ポリオール成分中10〜85重量%である。ここで、アクリロニトリル及びスチレン等の群から選ばれた一種又は二種以上のエチレン性不飽和化合をグラフト重合させるポリオールは、ポリエーテルポリオールとすることが、耐湿性の点で好ましく、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールまたはポリテトラメチレンエーテルグリコールとすることがさらに好ましい。この場合、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールの付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が2〜80重量%が好ましく、より好ましくは5〜25重量%である。そして末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましく用いられる。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの配列は、ランダムであるのが好ましい。
このポリエーテルポリオールの分子量は、2官能の場合は重量平均分子量で300〜6,000範囲のものが好ましく、特に400〜3,000の範囲のものが好ましい。3官能の場合は重量平均分子量で900〜9,000の範囲のものが好ましく、特に1,500〜6,000の範囲のものが好ましい。ポリテトラメチレンエーテルグリコールにアクリロニトリル及びスチレン等の群から選ばれた一種又は二種以上のエチレン性不飽和化合をグラフト重合する場合、ポリテトラメチレンエーテルグリコールの重量平均分子量は400〜4,000の範囲が好ましく、特に650〜3,000が好ましい。
【0007】
ポリウレタンを構成する残余のポリオール成分としては、ポリエーテルポリオールやポリエステルポリオールが用いられ、特にエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールが好適である。エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールは、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質としてエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したものを挙げることができる。特に、水、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造については、エチレンオキサイドの比率が2〜80重量%が好ましく、より好ましくは5〜25重量%である。そして末端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましく用いられる。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの配列は、ランダムであるのが好ましい。
【0008】
このポリエーテルポリオールの分子量は、水、プロピレングリコール、エチレングリコールを出発物質とする場合は2官能となり、重量平均分子量で300〜6,000の範囲のものが好ましく、特に400〜3,000の範囲のものが好ましい。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサンサントリオールを出発物質とする場合は3官能となり、重量平均分子量で900〜9,000の範囲のものが好ましく、特に1,500〜6,000の範囲のものが好ましい。また、2官能のポリオールと3官能のポリオールを適宜ブレンドして用いることもできる。
【0009】
ポリウレタンを構成するポリオール成分として、ポリテトラメチレンエーテルグリコールを含むこともできる。ポリテトラメチレンエーテルグリコールは、例えばテトラヒドロフランのカチオン重合によって得られ、重量平均分子量が400〜4,000の範囲のものが好ましく、特に650〜3,000の範囲のものが好ましい。また、分子量の異なるポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドすることも好ましい。さらに、エチレンオキサイドやプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイドを共重合して得られたポリテトラメチレンエーテルグリコールを用いることもできる。
【0010】
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールと、ポリテトラメチレンエーテルグリコールをブレンドして用いることも好ましく、この場合エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールと、ポリテトラメチレンエーテルグリコールの比率が90:10〜10:90の範囲になるように用いるのが好ましく、特に70:30〜40:60の範囲になるように用いるのがさらに好ましい。
【0011】
また、上記ポリオール成分とともに、本発明の目的が損なわれない範囲で、ポリオールにメラミンを付加したポリオール、アジピン酸等の酸成分とエチレングリコール等のグリコール成分を縮合して得られるポリエステルポリオール、ε一カプロラクタムを開環重合して得られるポリエステルポリオール、ポリカーボネートジオール、ブタンジオール等のジオール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類やそれらの誘導体を併用することができる。
【0012】
ポリウレタン材料を構成するイソシアナート成分としてトリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート又はそれらの誘導体が用いられる。トリレンジイソシアナート又はその誘導体としては、粗製トリレンジイソシアナート,2,4−トリレンジイソシアナート,2,6−トリレンジイソシアナート,2,4−トリレンジイソシアナートと2,6−トリレンジイソシアナートの混合物、それらのウレア変性物、ビュレット変性物、カルボシイミド変性物、ポリオール等で変性したウレタン変性物等が用いられる。
ジフェニルメタンジイソシアナート又はその誘導体としては、ジアミノジフェニルメタン又はその誘導体をホスゲン化して得られたジフェニルメタンジインジアナートが用いられる。ジアミノジフェニルメタンの誘導体としては多核体があり、ジアミノジフェニルメタンから得られた純ジフェニルメタンジイソシアナート、ジアミノジフェニルメタンの多核体から得られたポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアナートが本発明に用い得る。ポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアナートの官能基数は、通常純ジフェニルメタンジイソシアナートと様々な官能基数のポリメリック・ジフェニルメタンジイソシアナート混合物が用いられ、平均官能基数が好ましくは2.05〜4.00、より好ましくは2.50〜3.50のものが用いられる。またこれらのジフェニルメタンジイソシアナート又はその誘導体を変性して得られた誘導体、例えばポリオール等で変性したウレタン変性物,ウレチジオン形成による二量体,イソシアヌレート変性物,カルボシイミド/ウレトンイミン変性物,アロハネート変性物,ウレア変性物,ビュレット変性物等も用いることができ、これらの中でウレタン変性物,カルボシイミド/ウレトンイミン変性物が特に好ましい。
【0013】
本発明においては、トリレンジイソシアネート又はその誘導体,ジフェニルメタンジイソシアネート又はその誘導体を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、ヘキサメチレンジイソシアナート等の各種脂肪族イソシアナートやイソホロンジイソシアナート等の脂環族イソシアナート又はそれらの誘導体を併用することもできる。
このイソシアナート成分の配合量は、このイソシアナート成分中のイソシアナート基と上記ポリオール成分中の水酸基との比NCO基/OH基が、モル比で0.9〜1.5となるように配合量を設定することが好ましく、より好ましくは1.0〜1.2の範囲である。
【0014】
画像形成装置部材に導電性を付与する場合は、画像形成装置部材を構成するポリウレタン材料に導電性付与材を混合又は溶解する。導電性付与材には導電材や電解質があり、導電材としては、ガスブラック、インクブラックを含むオイルファーネスブラック、サーマルブラック,チャンネルブラック,ランプブラック等のカーボンブラック、導電性亜鉛華等の導電性金属酸化物などが挙げられる。上記導電材の配合量は、ポリウレタン材料100重量部に対して、0.5〜20重量部とすることが好ましく、1〜10重量部が特に好ましい。
電解質としては、テトラエチルアンモニウム,テトラブチルアンモニウム,ドデシルトリメチルアンモニウム(例えばラウリルトリメチルアンモニウム),へキサデシルトリメチルアンモニウム,オクタデシルトリメチルアンモニウム(例えばステアリルトリメチルアンモニウム),ベンジルトリメチルアンモニウム,変性脂肪酸ジメチルエチルアンモニウム,ラウロイルアミノプロピルジメチルエチルアンモニウム等の第4級アンモニウム塩、リチウム,ナトリウム,カリウム,カルシウム,マグネシウム等のアルカリ金属やアルカリ土類金属等の、過塩素酸塩,塩素酸塩,塩酸塩,臭素酸塩,ヨウ素酸塩,ホウフッ化水素酸塩,硫酸塩,アルキル硫酸塩,カルボン酸塩,スルホン酸塩,トリフルオロメチル硫酸塩などが挙げられる。これらの中で、アルキル硫酸の第4級アンモニウム塩や多塩基カルボン酸の第4級アンモニウム塩が好ましく、アミド結合を有する第4級アンモニウムのアルキル硫酸塩が特に好ましい。電解質の配合量は、ポリウレタン材料100重量部に対して0.01〜10重量部とすることが好ましく、0.1〜3重量部とすることが特に好ましい。
ポリウレタン材料には、上記導電性付与材の他に、充填材、酸化防止剤、低摩擦化剤、電荷調整剤などを添加することができる。
【0015】
ポリウレタン材料及び導電性付与材等を含むポリウレタン組成物を硬化させるための反応触媒としては、例えばトリエチルアミン,ジメチルシクロヘキシルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジアミン,テトラメチルプロパンジアミン,テトラメチルヘキサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレントリアミン,ペンタメチルジプロピレントリアミン,テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレンジアミン,ジメチルピペラジン,メチルエチルピペラジン,メチルモルホリン,ジメチルアミノエチルモルホリン,ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチルアミノエタノール,ジメチルアミノエトキシエタノール,トリメチルアミノエチルエタノールアミン,メチルヒドロキシエチルピペラジン,ヒドロキシエチルモルホリン等のアルコールアミン類、ビス(ジメチルアミノエチル)エーテル,エチレングリコールビス(ジメチル)アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナスオクトエート,ジブチル錫ジアセテート,ジブチル錫ジラウレート,ジブチル錫マーカプチド,ジブチル錫チオカルボキシレート,ジブチル錫ジマレエート,ジオクチル錫マーカプチド,ジオクチル錫チオカルボキシレート,フェニル水銀プロピオン酸塩,オクテン酸鉛等の有機金属化合物などが挙げられる。これらの中で、特に有機錫触媒が好ましい。これらの触媒は単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【0016】
ポリウレタン部材をフォーム状のものとする場合、ポリウレタン組成物に各種界面活性剤やシリコーン整泡剤を配合することが、フォーム材のセルを安定させるために好ましい。シリコーン整泡剤としては、ジメチルポリシロキサンーポリオキシアルキレン共重合物等が好適に用いられ、分子量350〜15,000のジメチルポリシロキサン部分と分子量200〜4,000のポリオキシアルキレン部分からなるものが特に好ましい。ポリオキシアルキレン部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物やエチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとの共付加重合物が好ましく用いられ、その分子末端をエチレンオキサイドとすることも好ましい。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤,アニオン性界面活性剤,両性界面活性剤等のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル,各種ポリエステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられる。
シリコーン整泡剤や各種界面活性剤の配合量は、ポリウレタン材料100重量部に対して0.1〜10重量部とすることが好ましく、0.5〜5重量部とすることがさらに好ましい。
【0017】
ポリウレタンフォームを製造する際の発泡方法としては、例えば水、有機溶剤、各種代替フロン等の発泡剤による方法、機械的な攪拌により気泡を混入する方法等が好ましく用いられ、これらの中で、機械的な撹枠により気泡を混入する方法が特に好ましい。ポリウレタンフォームの発泡倍率は、最大セル径を500μm未満、特に200μm未満とすることが好ましく、また、嵩密度は0.2〜0.7g/ミリリットルの範囲、特に0.3〜0.6g/ミリリットルの範囲とすることが好ましい。
【0018】
ポリウレタン部材を製造する際の配合および加熱硬化は、上記ポリオール成分、イソシアナート成分、導電性付与材、反応触媒及び所望により用いられる各種添加成分を混合撹絆し、必要に応じて上記方法により気泡を混入させ、所定のモールド等に注型するか又はブロック状に自由発泡させるなどの操作を行った後、加熱硬化させる方法が好ましく用いられる。
【0019】
また、予め、ポリオール成分とイソシアナート成分とを反応させてイソシアナート基を有するプレポリマーを調製し、これをエチレングリコール、1,4 一ブタンジオール、トリメチロールプロパンや分子量400〜5,000のポリオールなどの鎖延長剤を用いて硬化させるプレポリマー法も用いることができ、特に末端水酸基が第一級であるエチレンオキサイドとプロピレンオキサイド付加重合型ジオールやトリオール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが好ましく用いられる。
【0020】
本発明の画像形成装置部材には、金属部材と上記のポリウレタンからなる画像形成装置部材が含まれる。その構造は、硫黄快削鋼等の鋼材に亜鉛等のメッキを施した金属部材やアルミニウム、ステンレス鋼、りん青銅等の金属部材を、その一部又は全体をポリウレタン部材で被覆したものであり、用途によりローラ、ドラム、ブレード等の形態で使用される。すなわち、画像形成装置部材が導電性ローラである場合を例として具体的に説明すると、硫黄快削鋼等に亜鉛等のメッキを施した芯金をポリウレタン部材で円筒形に被覆し、さらに必要に応じて、その外側に導電性、半導電性又は絶縁性の塗料を塗布したものを例示できる。
【0021】
金属部材とポリウレタン部材の接合方法については、金属部材を予めモールド内部に配設しておきポリウレタン原料を注型硬化する方法や、ポリウレタン部材を所定の形状に成型した後接着する方法を用いることができる。どちらの方法でも、必要に応じて金属部材とポリウレタン部材の間に接着層を設けることができ、導電性塗料からなる接着剤やホットメルトシート等を用いることができる。
本発明のポリウレタン部材の成型方法は、既に述べた所定の形状のモールドに注型する方法の他、ブロックから切削加工により所定の寸法に切り出す方法、研磨処理により所定の寸法にする方法、あるいはこれらの方法を適宜組み合わせる方法などを用いることができる。
本発明の画像形成装置部材は、感光体等の画像担持体に接触して使用される画像形成装置部材として帯電部材、現像部材、転写部材、クリーニング部材等が例示でき、現像剤に接触して使用される画像形成装置部材として現像部材、現像剤供給部材、クリーニング部材、現像剤層規制部材等が例示できる。これらの部材は、ローラやブレード等の形態で使用できる。
【0022】
図1は、本発明の画像形成装置部材を転写ローラとして装着した電子写真方式の画像形成装置の一例を示す説明図であって、トナー供給用ローラ3と静電潜像を保持した画像担持体1との間に現像ローラ2がその外周面を画像担持体1に紙などの記録媒体(転写材)8を介して、本発明に係る転写ローラ5を当接させた構造を示している。転写材8が通過していない時は、転写ローラ5は画像担持体1と当接している。トナー供給用ローラ3、現像ローラ2及び画像担持体1を矢印方向に回転させることにより、トナーがトナー供給用ローラ3により、現像ローラ2の表面に供給され、層規制ブレード4によって均一な薄層に整えられた後、画像担持体1上の潜像に付着し、該潜像が可視化される。そして画像担持体1と転写ローラ5との間に電界を発生させることにより、画像担持体1上のトナー画像を転写材8に転写させる。また6はクリーニングローラであり、このクリーニンクローラ6により、転写後に画像担持体1表面に残留するトナーが除去される。なお、7は帯電ローラである。
【0023】
【実施例】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。
実施例1
ローラ作製
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、そのエチレンオキサイド単位の含有率が16重量%、実質的な官能基数が3、重量平均分子量5,000でOH価が34mgKOH/gのポリエーテルポリオール80重量部、グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、官能基数が3、重量平均分子量5,000であるポリエーテルポリオールにアクリロニトリルをグラフト重合し、ポリエーテル成分とアクリロニトリル成分の重量比率が80:20であるポリマーポリオール20重量部、ジフェニルメタンジイソシアナートとウレタン変性ジフェニルメタンジイソシアナートとカルボシイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナートの混合物でイソシアナート含有率26.3重量%のイソシアナート11.2重量部、ジメチルポリシロキサンーポリオキシアルキレン共重合物でOH価が32mgKOH/gのシリコーン整泡剤4重量部、電解質としてエチル硫酸変性脂肪族ジエチル0.4重量部、ジブチル錫ジラウレート0.04重量部、黒色顔料をポリオールに分散させてなるOH価が45mgKOH/gの黒色着色料2.5重量部を、機械的撹絆により発泡させながら混合し、その混合物を直径6mmの金属製シャフトを中心に配設したモールドに注型した後、100℃で10時間かけて硬化させ、直径16.5mmで長さ215mmのウレタンフォーム製ローラを作製した。
ローラ物性、画像評価
フォーム部分の嵩密度は0.40g/ミリリットルで、アスカーC硬度は33°だった。上記ローラを厚さ5mmのアルミ板の上に載せ、ローラの両端を各々500gの力で圧接しながらシャフトと銅板の間の電気抵抗を測定した。測定時の温度、湿度は各々23℃、50%で、電気抵抗は印加電圧が1,000Vのときに107.78[Ω]であった。このローラを、図1に示す画像形成装置に転写ローラとして組み込み、温度、湿度が各々23℃、50%の環境下でグレースケール、黒ベタ、白ベタ画像を印刷させたところ、グレースケール、黒ベタ、白ベタいずれも良好な画像が得られた。
長期耐久性評価
次いで、このローラを図1に示す画像形成装置において、温度、湿度が各々23℃、50%の環境下で、グレースケール画像を5万枚印刷した。印刷中に十数回ぺーパージャミングがあったが、5万枚印刷終了まで良好な画像が得られた。
【0024】
比較例1
ローラ作製
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、そのエチレンオキサイド単位の含有率が16重量%、実質的な官能基数が3、重量平均分子量5,000でOH価が34mgKOH/gのポリエーテルポリオール100重量部、ジフェニルメタンジイソシアナートとウレタン変性ジフェニルメタンジイソシアナートとカルボシイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナートの混合物でイソシアナート含有率26.3重量%のイソシアナート11.8重量部、ジメチルポリシロキサンーポリオキシアルキレン共重合物でOH価が32mgKOH/gのシリコーン整泡剤4重量部、電解質としてエチル硫酸変性脂肪族ジエチル0.4重量部、ジブチル錫ジラウレート0.04重量部、黒色顔料をポリオールに分散させてなるOH価が45mgKOH/gの黒色着色料2.5重量部を、機械的撹絆により発泡させながら混合し、実施例1と同様にしてウレタンフォーム製ローラを作製した。
ローラ物性、画像評価
実施例1と同様にしてローラ物性を評価したところ、フォーム部分の嵩密度は0.40g/ミリリットル、アスカーC硬度は31°、電気抵抗は107.75Ωであり、グレースケール、黒ベタ、白ベタいずれも良好な画像が得られた。
長期耐久性評価
実施例1と同様にして耐久評価を行ったところ、約1万3千枚印刷した時点で、4 回目のぺ一パージャミングがあり、ローラ端部が欠けた。さらに耐久評価を続けたところ、画像形成装置の駆動部分にローラの破片が狭まり、画像形成装置の運転に支障をきたした。
【0025】
実施例2
ローラ作製
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、そのエチレンオキサイド単位の含有率が16重量%、実質的な官能基数が3、重量平均分子量5,000でOH価が34mgKOH/gのポリエーテルポリオール80重量部、グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、官能基数が3、重量平均分子量5,000であるポリエーテルポリオールにアクリロニトリルをグラフト重合し、ポリエーテル成分とアクリロニトリル成分の重量比率が80:20であるポリマーポリオール20重量部、ジフェニルメタンジイソシアナートとウレタン変性ジフェニルメタンジイソシアナートとカルボシイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナートの混合物でイソシアナート含有率26.3重量%のイソシアナート10.6重量部、ジメチルポリシロキサンーポリオキシアルキレン共重合物でOH価が32mgKOH/gのシリコーン整泡剤4重量部、電解質としてエチル硫酸変性脂肪族ジエチル0.4重量部、ジブチル錫ジラウレート0.04重量部、黒色顔料をポリオールに分散させてなるOH価が45mgKOH/gの黒色着色料2.5重量部を、機械的撹絆により発泡させながら混合し、実施例1と同様にしてウレタンフォーム製ローラを作製した。
ローラ物性、画像評価
実施例1と同様にしてローラ物性を評価したところ、フォーム部分の嵩密度は0.45g/ミリリットル、アスカーC硬度は42°、電気抵抗は107.95Ωであり、グレースケール、黒ベタ、白ベタいずれも良好な画像が得られた。
長期耐久性評価
実施例1と同様にして耐久評価を行ったところ、印刷中に十数回ぺーパージャミングがあったが、5万枚印刷終了まで良好な画像が得られた。
【0026】
比較例2
ローラ作製
グリセリンにプロピレンオキサイドとエチレンオキサイドをランダムに付加し、官能基数が3、重量平均分子量5,000であるポリエーテルポリオールにアクリロニトリルをグラフト重合し、ポリエーテル成分とアクリロニトリル成分の重量比率が80:20であるポリマーポリオール100重量部、ジフェニルメタンジイソシアナートとウレタン変性ジフェニルメタンジイソシアナートとカルボシイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナートの混合物でイソシアナート含有率26.3重量%のイソシアナート10.3重量部、ジメチルポリシロキサンーポリオキシアルキレン共重合物でOH価が32mgKOH/gのシリコーン整泡剤4重量部、電解質としてエチル硫酸変性脂肪族ジエチル0.4重量部、ジブチル錫ジラウレート0.04重量部、黒色顔料をポリオールに分散させてなるOH価が45mgKOH/gの黒色着色料2.5重量部を、機械的撹絆により発泡させながら混合し、実施例1と同様にしてウレタンフォーム製ローラを作製した。
ローラ物性、画像評価
実施例1と同様にしてローラ物性を評価したところ、フォーム部分の嵩密度は0.48g/ミリリットル、アスカーC硬度は48°、電気抵抗は108.15Ωであり、黒ベタ画像に画像ムラが観察された。このローラは嵩密度が高く、ローラ硬度も高いため、画像不良を引き起こしたと推定される。
【0027】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置部材は、長時間使用した後も画像担持体等を汚染することなく、現像剤等と融着することなく、画像形成装置部材として好適であり、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、トナー供給ローラ、クリーニンクローラ等の弾性を有するローラやトナー層規制ブレード、クリーニングブレード等の弾性を有するブレード等の形態で画像形成装置において使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像形成装置部材を転写ローラとして装着した電子写真方式の画像形成装置の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
1:画像担持体
2:現像ローラ
3:トナー供給用ローラ
4:トナー層規制ブレード
5:転写ローラ
6:クリーニングローラ
7:帯電ローラ
8:記録媒体(転写材)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus member used in an image forming apparatus such as an electrophotographic apparatus, an electrostatic recording apparatus, and a toner flying recording apparatus. More specifically, the recording medium (transfer material) such as plain paper is jammed. In particular, the present invention relates to an image forming apparatus member that maintains a sufficient strength even if excessive stress is applied to the member and does not cause problems such as tearing of the member, and an image forming apparatus equipped with the member.
[0002]
[Prior art]
In recent years, along with the advancement of electrophotographic technology, image forming apparatuses such as dry electrophotographic apparatuses are used as members for charging, developing, transferring, supplying toner (developer), cleaning, etc. Molecular elastic members are attracting attention, and are used in the form of elastic rollers such as charging rollers, developing rollers, transfer rollers, toner supply rollers, and cleaning rollers, and elastic blades such as toner layer regulating blades and cleaning blades. ing.
For the image forming apparatus member used for these purposes, a polymer elastomer or polymer foam having rubber elasticity is used as a material. The image forming apparatus member has a low hardness, and an image carrier or transfer material is used. It is required that the toner is not contaminated and not fused with the 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 isocyanate. Polyurethane and the like cured by the above are used. An image forming apparatus member made of these materials may be required to have conductivity. For example, a predetermined electric power may be obtained by mixing a conductive material such as carbon black or metal oxide or adding an electrolyte. It is adjusted to the resistance value. Here, there is little variation in the position of electrical resistance, and there is little voltage dependence of electrical resistance, so polar polymers such as epichlorohydrin rubber, acrylonitrile butadiene rubber, polyurethane, etc., alkali metals, alkaline earth metals, quaternary ammonium, etc. It is advantageous to add conductivity by blending electrolytes such as chlorides, perchloric oxides, borofluorides, alkylsulfuric oxides, and carboxylic oxides, especially ease of manufacture, raw material prices, and long-term electricity From the standpoint of resistance stability, polyurethane imparted with conductivity by a quaternary ammonium salt or the like is preferably used.
[0003]
However, as the image forming apparatus increases in speed, a recording medium (transfer material) such as plain paper exerts excessive stress on the member when jamming or the like, and the member is torn, causing an image defect or being torn. There is a problem that the broken pieces of the member are clogged in the rotating part inside the machine and the image forming apparatus cannot be operated.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above problems and provide an image forming apparatus member having sufficient strength without impairing various performances required for the image forming apparatus member and an image forming apparatus equipped with the member. To do.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
  As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor specified a specific polyol as the polyol component in an image forming apparatus member made of polyurethane obtained by reaction curing of an isocyanate component and a polyol component. It has been found that by using a material containing a sufficient amount, sufficient strength can be imparted without impairing various performances required for the image forming apparatus member. The present invention has been completed based on such findings.
  That is, the present invention relates to an image forming apparatus member comprising a polyurethane mainly obtained by reaction curing of an isocyanate component and a polyol component, wherein the polyol component is acrylonitrile.as well asstyreneOne or more selected from the group ofEthylenically unsaturated compoundThingsThe present invention provides an image forming apparatus member comprising 5 to 95% by weight of a polymer polyol graft-polymerized to a polyol, and an image forming apparatus equipped with the member.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  In the present invention, the polyol component is acrylonitrile.as well asstyreneOne or more selected from the group ofEthylenically unsaturated compoundThingsA polymer polyol graft-polymerized to a polyol is used. By using a polyol component containing 5 to 95% by weight of such a specific polymer polyol in the total polyol component, sufficient strength can be obtained without impairing various properties as an image forming apparatus member. The content of the specific polymer polyol is preferably 10 to 85% by weight in the total polyol component. Where acrylonitrileas well asstyreneOne or more selected from the group ofEthylenically unsaturated compoundobjectThe polyol to be graft polymerized is preferably a polyether polyol from the viewpoint of moisture resistance, and more preferably a polyether polyol or polytetramethylene ether glycol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. In this case, the ratio of ethylene oxide to propylene oxide and the microstructure of the polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide is preferably 2 to 80% by weight, more preferably 5 to 25%. % By weight. And what has ethylene oxide added to the terminal is preferably used. Further, the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
  The molecular weight of this polyether polyol is preferably in the range of 300 to 6,000, particularly in the range of 400 to 3,000 in terms of weight average molecular weight when it is bifunctional. In the case of trifunctional, those having a weight average molecular weight in the range of 900 to 9,000 are preferable, and those in the range of 1,500 to 6,000 are particularly preferable. Acrylonitrile in polytetramethylene ether glycolas well asstyreneOne or more selected from the group ofEthylenically unsaturated compoundobjectIs graft-polymerized, the weight average molecular weight of polytetramethylene ether glycol is preferably in the range of 400 to 4,000, particularly preferably 650 to 3,000.
[0007]
As the remaining polyol component constituting the polyurethane, polyether polyol or polyester polyol is used, and polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide is particularly preferable. Polyether polyols obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide are water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol, ethylenediamine, methylglucotite, aromatic diamine. , Sorbitol, sucrose, phosphoric acid and the like as starting materials, and those obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. In particular, water, propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, and hexanetriol are preferred as starting materials. Regarding the ratio of ethylene oxide and propylene oxide to be added and the microstructure, the ratio of ethylene oxide is preferably 2 to 80% by weight, more preferably 5 to 25% by weight. And what has ethylene oxide added to the terminal is preferably used. Further, the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random.
[0008]
The molecular weight of the polyether polyol is bifunctional when water, propylene glycol, or ethylene glycol is used as a starting material, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 300 to 6,000, particularly in the range of 400 to 3,000. Are preferred. When glycerin, trimethylolpropane and hexane santriol are used as starting materials, they are trifunctional and preferably have a weight average molecular weight of 900 to 9,000, particularly 1,500 to 6,000. Is preferred. Further, a bifunctional polyol and a trifunctional polyol can be appropriately blended and used.
[0009]
Polytetramethylene ether glycol can also be included as a polyol component constituting the polyurethane. Polytetramethylene ether glycol is obtained, for example, by cationic polymerization of tetrahydrofuran, and preferably has a weight average molecular weight in the range of 400 to 4,000, particularly preferably in the range of 650 to 3,000. It is also preferable to blend polytetramethylene ether glycols having different molecular weights. Furthermore, polytetramethylene ether glycol obtained by copolymerizing alkylene oxide such as ethylene oxide or propylene oxide can also be used.
[0010]
It is also preferable to use a blend of polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide and polytetramethylene ether glycol. In this case, a polyether polyol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide, and polytetramethylene ether glycol The ratio is preferably 90:10 to 10:90, and more preferably 70:30 to 40:60.
[0011]
In addition to the above polyol component, a polyol obtained by condensing an acid component such as adipic acid and a glycol component such as ethylene glycol and ε Polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactam, diols such as polycarbonate diol and butanediol, polyols such as trimethylolpropane, and derivatives thereof can be used in combination.
[0012]
Tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof is used as an isocyanate component constituting the polyurethane material. Tolylene diisocyanate or derivatives thereof include crude tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate. A mixture of natto, a urea-modified product thereof, a burette-modified product, a carbosiimide-modified product, a urethane-modified product modified with a polyol or the like is used.
As diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof, diphenylmethane diindianate obtained by phosgenating diaminodiphenylmethane or a derivative thereof is used. The derivatives of diaminodiphenylmethane include polynuclear bodies, and pure diphenylmethane diisocyanate obtained from diaminodiphenylmethane and polymeric diphenylmethane diisocyanate obtained from the polynuclear body of diaminodiphenylmethane can be used in the present invention. The number of functional groups of polymeric diphenylmethane diisocyanate is usually pure diphenylmethane diisocyanate and a mixture of polymeric diphenylmethane diisocyanate having various functional groups, and the average number of functional groups is preferably from 2.05 to 4.00, more preferably. Is 2.50-3.50. Derivatives obtained by modifying these diphenylmethane diisocyanates or their derivatives, such as urethane modified products modified with polyols, dimers formed by uretidione formation, isocyanurate modified products, carbociimide / uretonimine modified products, allophanate modified products , Urea-modified products, burette-modified products, and the like can also be used. Of these, urethane-modified products and carbosiimide / uretonimine-modified products are particularly preferable.
[0013]
In the present invention, tolylene diisocyanate or a derivative thereof, diphenylmethane diisocyanate or a derivative thereof may be used alone, or two or more kinds may be used in combination. Further, various aliphatic isocyanates such as hexamethylene diisocyanate, alicyclic isocyanates such as isophorone diisocyanate, or derivatives thereof may be used in combination.
The amount of the isocyanate component is such that the ratio NCO group / OH group of the isocyanate group in the isocyanate component to the hydroxyl group in the polyol component is 0.9 to 1.5 in molar ratio. The amount is preferably set, and more preferably in the range of 1.0 to 1.2.
[0014]
When imparting conductivity to the image forming apparatus member, the conductivity imparting material is mixed or dissolved in the polyurethane material constituting the image forming apparatus member. Conductivity imparting materials include conductive materials and electrolytes. Conductive materials such as gas black, oil furnace black including ink black, carbon black such as thermal black, channel black, and lamp black, and conductivity such as conductive zinc white A metal oxide etc. are mentioned. The blending amount of the conductive material is preferably 0.5 to 20 parts by weight, particularly preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyurethane material.
Electrolytes include tetraethylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium (eg, lauryltrimethylammonium), hexadecyltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium (eg, stearyltrimethylammonium), benzyltrimethylammonium, modified fatty acid dimethylethylammonium, lauroylaminopropyl. Quaternary ammonium salts such as dimethylethylammonium, perchlorates, chlorates, hydrochlorides, bromates, iodic acids such as alkali metals and alkaline earth metals such as lithium, sodium, potassium, calcium and magnesium Salts, borofluoride, sulfate, alkyl sulfate, carboxylate, sulfonate, trifluoromethyl sulfate, and the like. Among these, quaternary ammonium salts of alkyl sulfates and quaternary ammonium salts of polybasic carboxylic acids are preferable, and quaternary ammonium alkyl sulfates having an amide bond are particularly preferable. The blending amount of the electrolyte is preferably 0.01 to 10 parts by weight, particularly preferably 0.1 to 3 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyurethane material.
In addition to the conductivity imparting material, a filler, an antioxidant, a friction reducing agent, a charge adjusting agent, and the like can be added to the polyurethane material.
[0015]
Examples of a reaction catalyst for curing a polyurethane composition containing a polyurethane material and a conductivity-imparting material include monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, and diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine, and tetramethylhexanediamine. , Triamines such as pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine, tetramethylguanidine, cyclic amines such as triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, Dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methylhydroxyethylpiperazine, Alcohol amines such as droxyethylmorpholine, ether amines such as bis (dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (dimethyl) aminopropyl ether, stannous octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin marker peptide , Organic metal compounds such as dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin marker peptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercury propionate, lead octenoate and the like. Among these, an organic tin catalyst is particularly preferable. These catalysts may be used alone or in combination of two or more.
[0016]
When the polyurethane member is in the form of a foam, it is preferable to add various surfactants and silicone foam stabilizers to the polyurethane composition in order to stabilize the cells of the foam material. As the silicone foam stabilizer, a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer or the like is preferably used, and comprises a dimethylpolysiloxane moiety having a molecular weight of 350 to 15,000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of 200 to 4,000. Is particularly preferred. As the molecular structure of the polyoxyalkylene moiety, an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide is preferably used, and the molecular terminal is preferably ethylene oxide. Examples of the surfactant include ionic surfactants such as cationic surfactants, anionic surfactants and amphoteric surfactants, and nonionic surfactants such as various polyethers and various polyesters.
The blending amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by weight, and more preferably 0.5 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyurethane material.
[0017]
As a foaming method for producing a polyurethane foam, for example, a method using a foaming agent such as water, an organic solvent or various alternative chlorofluorocarbons, a method of mixing bubbles by mechanical stirring, and the like are preferably used. A method in which bubbles are mixed by a typical stirring frame is particularly preferable. The foaming ratio of the polyurethane foam is preferably such that the maximum cell diameter is less than 500 μm, particularly less than 200 μm, and the bulk density is in the range of 0.2 to 0.7 g / ml, particularly 0.3 to 0.6 g / ml. It is preferable to set it as the range.
[0018]
The blending and heat-curing in producing the polyurethane member are performed by mixing and stirring the above polyol component, isocyanate component, conductivity-imparting material, reaction catalyst and various additive components used as required, and by the above method if necessary. It is preferable to use a method of heat curing after performing an operation such as mixing in a predetermined mold or performing free foaming in a block shape.
[0019]
In addition, a polyol component and an isocyanate component are reacted in advance to prepare a prepolymer having an isocyanate group, and this is prepared from ethylene glycol, 1,4 monobutanediol, trimethylolpropane, or a polyol having a molecular weight of 400 to 5,000. A prepolymer method for curing using a chain extender such as ethylene oxide, propylene oxide addition polymerization type diol, triol or polytetramethylene ether glycol having a primary terminal hydroxyl group is preferably used.
[0020]
The image forming apparatus member of the present invention includes an image forming apparatus member comprising a metal member and the above polyurethane. The structure is a metal member such as sulfur free cutting steel plated with zinc or the like, or a metal member such as aluminum, stainless steel, phosphor bronze, etc., part or all of which is covered with a polyurethane member, Used in the form of rollers, drums, blades, etc., depending on the application. Specifically, the case where the image forming apparatus member is a conductive roller will be specifically described as an example. A cored bar obtained by plating zinc free plating steel or the like on a sulfur free-cutting steel or the like is covered with a polyurethane member in a cylindrical shape, and further required. Correspondingly, an example in which a conductive, semiconductive or insulating paint is applied to the outside can be exemplified.
[0021]
As a method for joining the metal member and the polyurethane member, a method in which the metal member is disposed in the mold in advance and the polyurethane raw material is cast and cured, or a method in which the polyurethane member is molded into a predetermined shape and then bonded is used. it can. In either method, an adhesive layer can be provided between the metal member and the polyurethane member as required, and an adhesive made of a conductive paint, a hot melt sheet, or the like can be used.
The molding method of the polyurethane member of the present invention includes the method of casting into a mold having a predetermined shape as described above, the method of cutting from a block to a predetermined dimension by cutting, the method of making a predetermined dimension by polishing, or these A method of appropriately combining these methods can be used.
The image forming apparatus member of the present invention can be exemplified by a charging member, a developing member, a transfer member, a cleaning member, etc. as an image forming apparatus member used in contact with an image carrier such as a photosensitive member. Examples of the image forming apparatus member used include a developing member, a developer supplying member, a cleaning member, and a developer layer regulating member. These members can be used in the form of a roller or a blade.
[0022]
FIG. 1 is an explanatory view showing an example of an electrophotographic image forming apparatus in which the image forming apparatus member of the present invention is mounted as a transfer roller, and is an image carrier holding a toner supply roller 3 and an electrostatic latent image. 1, the developing roller 2 has a structure in which the outer peripheral surface of the developing roller 2 is in contact with the image carrier 1 via a recording medium (transfer material) 8 such as paper. When the transfer material 8 is not passing, the transfer roller 5 is in contact with the image carrier 1. By rotating the toner supply roller 3, the developing roller 2, and the image carrier 1 in the direction of the arrow, the toner is supplied to the surface of the developing roller 2 by the toner supply roller 3, and a uniform thin layer is formed by the layer regulating blade 4. Then, the image is attached to the latent image on the image carrier 1 and the latent image is visualized. Then, by generating an electric field between the image carrier 1 and the transfer roller 5, the toner image on the image carrier 1 is transferred to the transfer material 8. A cleaning roller 6 removes the toner remaining on the surface of the image carrier 1 after the transfer. Reference numeral 7 denotes a charging roller.
[0023]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.
Example 1
Roller production
Polyether polyol with random addition of propylene oxide and ethylene oxide to glycerin, ethylene oxide unit content of 16% by weight, substantial number of functional groups, weight average molecular weight of 5,000 and OH number of 34mgKOH / g 80 parts by weight, propylene oxide and ethylene oxide are randomly added to glycerin, acrylonitrile is graft-polymerized to a polyether polyol having a functional group number of 3 and a weight average molecular weight of 5,000, and the weight ratio of the polyether component to the acrylonitrile component is 80:20 polymer polyol 20 parts by weight, a mixture of diphenylmethane diisocyanate, urethane-modified diphenylmethane diisocyanate and carbosiimide-modified diphenylmethane diisocyanate 26.3% by weight isocyanate content 11.2 parts by weight of isocyanate, 4 parts by weight of a silicone foam stabilizer with a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer and an OH number of 32 mg KOH / g, 0.4 parts by weight of ethyl sulfate-modified aliphatic diethyl as an electrolyte, dibutyltin 0.04 parts by weight of dilaurate and 2.5 parts by weight of a black colorant having an OH number of 45 mgKOH / g obtained by dispersing a black pigment in a polyol are mixed while being foamed by mechanical stirring, and the mixture is 6 mm in diameter. After casting into a mold having a metal shaft at the center, it was cured at 100 ° C. for 10 hours to produce a urethane foam roller having a diameter of 16.5 mm and a length of 215 mm.
Roller properties, image evaluation
The bulk density of the foam part was 0.40 g / ml and the Asker C hardness was 33 °. The roller was placed on an aluminum plate having a thickness of 5 mm, and the electrical resistance between the shaft and the copper plate was measured while pressing both ends of the roller with a force of 500 g each. The measurement temperature and humidity are 23 ° C and 50%, respectively, and the electrical resistance is 10 when the applied voltage is 1,000V.7.78[Ω]. This roller is incorporated as a transfer roller in the image forming apparatus shown in FIG. 1 and printed with grayscale, black solid, and white solid images in an environment where the temperature and humidity are 23 ° C. and 50%, respectively. Good images were obtained for both solid and white solids.
Long-term durability evaluation
Next, 50,000 grayscale images were printed on this roller in the image forming apparatus shown in FIG. 1 in an environment where the temperature and humidity were 23 ° C. and 50%, respectively. Paper jamming occurred ten times or more during printing, but a good image was obtained until the end of printing 50,000 sheets.
[0024]
Comparative Example 1
Roller production
Polyether polyol with random addition of propylene oxide and ethylene oxide to glycerin, ethylene oxide unit content of 16% by weight, substantial number of functional groups, weight average molecular weight of 5,000 and OH number of 34mgKOH / g 100 parts by weight, a mixture of diphenylmethane diisocyanate, urethane-modified diphenylmethane diisocyanate, and carbosiimide-modified diphenylmethane diisocyanate, 11.8 parts by weight of isocyanate having a content of 26.3% by weight, dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene 4 parts by weight of a silicone foam stabilizer having an OH value of 32 mg KOH / g as a copolymer, 0.4 parts by weight of ethyl sulfate-modified aliphatic diethyl as an electrolyte, 0.04 parts by weight of dibutyltin dilaurate, and a black pigment dispersed in a polyol. OH number A urethane foam roller was produced in the same manner as in Example 1 by mixing 2.5 parts by weight of black colorant of 45 mg KOH / g while foaming by mechanical stirring.
Roller properties, image evaluation
When the roller physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, the bulk density of the foam part was 0.40 g / ml, the Asker C hardness was 31 °, and the electrical resistance was 107.75Ω, and good images were obtained for all of the gray scale, black solid, and white solid.
Long-term durability evaluation
When durability was evaluated in the same manner as in Example 1, when about 13,000 sheets were printed, there was a fourth paper jam, and the end of the roller was missing. When the durability evaluation was further continued, the roller debris narrowed in the drive portion of the image forming apparatus, which hindered the operation of the image forming apparatus.
[0025]
Example 2
Roller production
Polyether polyol with random addition of propylene oxide and ethylene oxide to glycerin, ethylene oxide unit content of 16% by weight, substantial number of functional groups, weight average molecular weight of 5,000 and OH number of 34mgKOH / g 80 parts by weight, propylene oxide and ethylene oxide are randomly added to glycerin, acrylonitrile is graft-polymerized to a polyether polyol having a functional group number of 3 and a weight average molecular weight of 5,000, and the weight ratio of the polyether component to the acrylonitrile component is 80:20 polymer polyol 20 parts by weight, a mixture of diphenylmethane diisocyanate, urethane-modified diphenylmethane diisocyanate, and carbosiimide-modified diphenylmethane diisocyanate 26.3% by weight isocyanate content 10.6 parts by weight of isocyanate, 4 parts by weight of a silicone foam stabilizer having a dimethylpolysiloxane-polyoxyalkylene copolymer and an OH value of 32 mg KOH / g, 0.4 parts by weight of ethyl sulfate-modified aliphatic diethyl as an electrolyte, dibutyltin In the same manner as in Example 1, 0.04 parts by weight of dilaurate and 2.5 parts by weight of a black colorant having an OH value of 45 mgKOH / g obtained by dispersing a black pigment in a polyol were mixed while being foamed by mechanical stirring. A urethane foam roller was prepared.
Roller properties, image evaluation
When the roller physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, the bulk density of the foam part was 0.45 g / ml, the Asker C hardness was 42 °, and the electrical resistance was 107.95Ω, and good images were obtained for all of gray scale, black solid, and white solid.
Long-term durability evaluation
When durability was evaluated in the same manner as in Example 1, paper jamming occurred ten or more times during printing, but a good image was obtained until the end of printing 50,000 sheets.
[0026]
Comparative Example 2
Roller production
Propylene oxide and ethylene oxide are randomly added to glycerin, and acrylonitrile is graft-polymerized to a polyether polyol having a functional group number of 3 and a weight average molecular weight of 5,000. The weight ratio of the polyether component to the acrylonitrile component is 80:20. 100 parts by weight of a certain polymer polyol, a mixture of diphenylmethane diisocyanate, urethane-modified diphenylmethane diisocyanate, and carbosiimide-modified diphenylmethane diisocyanate having an isocyanate content of 26.3% by weight, 10.3 parts by weight of dimethylpolysiloxane 4 parts by weight of a silicone foam stabilizer having an OH number of 32 mgKOH / g, a polyoxyalkylene copolymer, 0.4 parts by weight of ethyl sulfate-modified aliphatic diethyl as an electrolyte, 0.04 parts by weight of dibutyltin dilaurate, black A urethane foam roller is produced in the same manner as in Example 1 by mixing 2.5 parts by weight of a black colorant having an OH value of 45 mgKOH / g obtained by dispersing a color pigment in a polyol while foaming by mechanical stirring. did.
Roller properties, image evaluation
When the roller physical properties were evaluated in the same manner as in Example 1, the bulk density of the foam part was 0.48 g / ml, the Asker C hardness was 48 °, and the electrical resistance was 108.15Ω and image unevenness was observed in the black solid image. Since this roller has a high bulk density and a high roller hardness, it is presumed that an image defect was caused.
[0027]
【The invention's effect】
The image forming apparatus member of the present invention is suitable as an image forming apparatus member without contaminating the image carrier after being used for a long time and without fusing with a developer or the like. The image forming apparatus can be used in the form of an elastic roller such as a transfer roller, a toner supply roller, and a cleaning roller, an elastic blade such as a toner layer regulating blade, and a cleaning blade.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of an electrophotographic image forming apparatus in which an image forming apparatus member of the present invention is mounted as a transfer roller.
[Explanation of symbols]
1: Image carrier
2: Developing roller
3: Roller for toner supply
4: Toner layer regulating blade
5: Transfer roller
6: Cleaning roller
7: Charging roller
8: Recording medium (transfer material)

Claims (7)

主にイソシアナート成分とポリオール成分を反応硬化させることにより得られるポリウレタン(但し、メカニカルフロス法によって得られ、アスカーC硬度計により測定した硬度が20°以下であり、引張強さが0.1MPa以上である低硬度ポリウレタンフォームを除く。)からなる画像形成装置部材において、該ポリオール成分が、アクリロニトリルをポリオールにグラフト重合させたポリマーポリオールを、全ポリオール成分中5〜95重量%含むこと、及び該イソシアナート成分が、ウレタン変性ジフェニルメタンジイソシアナート及びカルボジイミド変性ジフェニルメタンジイソシアナートを含むイソシアナート成分であることを特徴とする前記画像形成装置部材。Polyurethane obtained mainly by reaction curing of isocyanate component and polyol component (however, the hardness obtained by mechanical floss method and measured by Asker C hardness meter is 20 ° or less, and the tensile strength is 0.1 MPa or more. And the polyol component contains a polymer polyol obtained by graft polymerization of acrylonitrile onto the polyol in an amount of 5 to 95% by weight of the polyol component , and the isocyanate. The image forming apparatus member, wherein the nart component is an isocyanate component including urethane-modified diphenylmethane diisocyanate and carbodiimide-modified diphenylmethane diisocyanate . アクリロニトリルをグラフト重合させるポリオールが、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオール又はポリテトラメチレンエーテルグリコールである請求項1記載の画像形成装置部材。 2. The image forming apparatus member according to claim 1 , wherein the polyol for graft polymerization of acrylonitrile is a polyether polyol or polytetramethylene ether glycol obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. イソシアナート成分とポリオール成分の配合量比が、モル比で0.9〜1.5である請求項1又は2に記載の画像形成装置部材。The image forming apparatus member according to claim 1 or 2 , wherein a blending ratio of the isocyanate component and the polyol component is 0.9 to 1.5 in terms of molar ratio. ポリオール成分の官能基数が2又は3である請求項1〜のいずれかに記載の画像形成装置部材。The image forming apparatus member according to any one of claims 1 to 3 functional groups of the polyol component is 2 or 3. ポリウレタンが、発泡体である請求項1〜のいずれかに記載の画像形成装置部材。Polyurethane, an image forming apparatus member according to any one of claims 1 to 4, which is a foam. 画像形成装置部材が、転写部材、帯電部材、現像部材、現像剤供給部材又はクリーニング部材である請求項1〜のいずれかに記載の画像形成装置部材。Image forming apparatus member, the transfer member, a charging member, a developing member, the image forming apparatus member according to any one of claims 1 to 5 developer is a supply member or a cleaning member. 請求項6に記載の画像形成装置部材を装着してなる画像形成装置。An image forming apparatus comprising the image forming apparatus member according to claim 6 .
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