JP5595220B2 - Sponge roll for electrophotographic equipment - Google Patents

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Description

本発明は、電子写真機器用スポンジロールに関し、さらに詳しくは、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真機器のトナー供給ロールやクリーニングロール等に用いて好適な電子写真機器用スポンジロールに関するものである。   The present invention relates to a sponge roll for electrophotographic equipment, and more particularly to a sponge roll for electrophotographic equipment suitable for use in toner supply rolls, cleaning rolls and the like of electrophotographic equipment such as copying machines, printers and facsimiles. .

一般に、電子写真機器における複写は、次のようにして行われる。図7に示すように、トナーボックス100内のトナー102を、トナー供給ロール104を介して現像ロール106の表面に供給し、このトナー102を、さらに現像ロール106とトナー層形成ブレード108との摩擦帯電により帯電させる。そして、帯電ロール110により感光ドラム112の表面に形成された静電潜像に、帯電したトナー102を付着させてトナー像を形成し、これを転写部114を経由させることにより、複写紙116上に転写定着させる。   In general, copying in an electrophotographic apparatus is performed as follows. As shown in FIG. 7, the toner 102 in the toner box 100 is supplied to the surface of the developing roll 106 via the toner supply roll 104, and this toner 102 is further rubbed between the developing roll 106 and the toner layer forming blade 108. Charge by charging. Then, a charged toner 102 is attached to the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 112 by the charging roll 110 to form a toner image, which is passed through the transfer unit 114, thereby being transferred onto the copy paper 116. To transfer and fix.

静電潜像に付着されずに現像ロール106の表面に残ったトナー102は、トナー供給ロール104により掻き取られ、トナーボックス100内に回収されて再使用に供される。また、感光ドラム112の表面に残ったトナー102は、クリーニングロール118により掻き取られ、感光ドラム112表面は清浄化される。   The toner 102 remaining on the surface of the developing roll 106 without being attached to the electrostatic latent image is scraped off by the toner supply roll 104, collected in the toner box 100, and reused. Further, the toner 102 remaining on the surface of the photosensitive drum 112 is scraped off by the cleaning roll 118, and the surface of the photosensitive drum 112 is cleaned.

上記トナー供給ロールやクリーニングロールは、通常、軸体と、軸体の外周に形成されたスポンジ弾性層とを有している。この種のスポンジロールのスポンジ弾性層には、現像ロールや感光ドラム等の相手側部材の表面に残ったトナーを確実に掻き取るトナー掻き取り性能が要求される。トナー掻き取り性能を向上させることにより、現像ロールや感光ドラム上のトナーフィルミングを防止することが、電子写真機器の高耐久化に有利だからである。   The toner supply roll and the cleaning roll usually have a shaft body and a sponge elastic layer formed on the outer periphery of the shaft body. The sponge elastic layer of this type of sponge roll is required to have a toner scraping performance for reliably scraping off the toner remaining on the surface of the mating member such as the developing roll and the photosensitive drum. This is because preventing toner filming on the developing roll and the photosensitive drum by improving the toner scraping performance is advantageous for improving the durability of the electrophotographic apparatus.

特許文献1には、トナー掻き取り性能を向上させるため、芯金の外周に形成したポリウレタンフォーム層の表面を凹凸構造にする技術が開示されている。   Patent Document 1 discloses a technique in which the surface of a polyurethane foam layer formed on the outer periphery of a core metal is formed into a concavo-convex structure in order to improve toner scraping performance.

また他にも、トナー掻き取り性能の向上を図る手法として、例えば、スポンジ弾性層の硬度を高くする方法も知られている。   In addition, as a method for improving the toner scraping performance, for example, a method of increasing the hardness of the sponge elastic layer is also known.

特許第3536598号公報Japanese Patent No. 3536598

しかしながら、従来知られる技術は以下の点で問題があった。   However, the conventionally known techniques have the following problems.

すなわち、スポンジ弾性層の表面に凹凸構造を形成するためには、それに対応した凸凹構造を形成した成形金型を用いなければならず、金型製造コストがかかるといった難点があった。さらに、トナー搬送量を減らした電子写真機器に適用した場合には、形成される画像にスポンジ弾性層表面の凹凸構造が転写されてしまうことがあった。   That is, in order to form a concavo-convex structure on the surface of the sponge elastic layer, a molding die having a concavo-convex structure corresponding thereto must be used, and there is a difficulty in that a mold manufacturing cost is required. Further, when applied to an electrophotographic apparatus with a reduced toner conveyance amount, the uneven structure on the surface of the sponge elastic layer may be transferred to the formed image.

一方、スポンジ弾性層の硬度を高くする技術は、トナーに与えるストレスが増大し、トナー劣化が加速されてしまうため、有効な方策ではない。   On the other hand, the technique of increasing the hardness of the sponge elastic layer is not an effective measure because stress applied to the toner increases and toner deterioration is accelerated.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、本発明が解決しようとする課題は、トナー掻き取り性能の向上、トナーに与えるストレスを低減することが可能な電子写真機器用スポンジロールを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the problem to be solved by the present invention is to provide a sponge roll for an electrophotographic apparatus capable of improving toner scraping performance and reducing stress applied to the toner. There is to do.

上記課題を解決するため、本発明に係る電子写真機器用スポンジロールは、軸体と、上記軸体の外周に形成された単体のスポンジ弾性層とを有し、上記スポンジ弾性層は、表面部の硬さ<内部の硬さを満たすことを要旨とする。   In order to solve the above problems, a sponge roll for electrophotographic equipment according to the present invention has a shaft body and a single sponge elastic layer formed on the outer periphery of the shaft body, and the sponge elastic layer has a surface portion. The gist is to satisfy the hardness of <the internal hardness.

ここで、上記スポンジ弾性層は、上記内部のセルに含浸させた含浸成分により、上記表面部よりも上記内部が硬く形成されていることが好ましい。   Here, it is preferable that the inside of the sponge elastic layer is harder than the surface portion due to the impregnated component impregnated in the cell inside.

この際、上記スポンジ弾性層は、上記表面部のセル内壁面に撥水成分が付着されるとともに、上記内部のセルに水系の含浸成分が含浸されることにより、上記表面部よりも上記内部が硬く形成されていることが好ましい。   At this time, the sponge elastic layer has a water repellent component attached to the cell inner wall surface of the surface portion, and the inner cell is impregnated with a water-based impregnating component so that the inner portion is more than the surface portion. It is preferable to be formed hard.

また、本発明に係る電子写真機器用スポンジロールは、上記スポンジ弾性層が、上記表面部を形成する材質が改質されることにより、上記内部よりも上記表面部が柔軟に形成されていても良い。   In the sponge roll for electrophotographic equipment according to the present invention, the sponge elastic layer may be formed so that the surface portion is more flexible than the inside by modifying the material forming the surface portion. good.

この場合、上記改質は、上記表面部を形成する材質の分解であることが好ましい。   In this case, the modification is preferably decomposition of the material forming the surface portion.

本発明に係る電子写真機器用スポンジロールは、軸体と、軸体の外周に形成された単体のスポンジ弾性層とを有し、スポンジ弾性層が、表面部の硬さ<内部の硬さを満たす。上記スポンジロールによれば、スポンジ弾性層の表面部が内部よりも柔軟であるため、スポンジ弾性層がトナーにストレスを与え難く、トナー劣化の抑制を図ることができる。また、スポンジ弾性層の内部が表面部よりも硬いので、従来のようにロール表面に凹凸構造を形成しなくても、スポンジ弾性層に現像ロール等の相手側部材が押し付けられた際に適度な硬さを発揮でき、トナー掻き取り性能を向上させることができる。   The sponge roll for electrophotographic equipment according to the present invention has a shaft body and a single sponge elastic layer formed on the outer periphery of the shaft body, and the sponge elastic layer has a surface portion hardness <an internal hardness. Fulfill. According to the sponge roll, since the surface portion of the sponge elastic layer is more flexible than the inside, the sponge elastic layer hardly applies stress to the toner, and toner deterioration can be suppressed. In addition, since the inside of the sponge elastic layer is harder than the surface portion, it is appropriate when a counterpart member such as a developing roll is pressed against the sponge elastic layer without forming an uneven structure on the roll surface as in the prior art. Hardness can be exhibited and toner scraping performance can be improved.

ここで、スポンジ弾性層の内部のセルに含浸させた含浸成分により、表面部よりも内部が硬く形成されている場合には、スポンジ弾性層上に別の層をコーティングし、二層構造にするなどの手法を採用しなくても、スポンジ弾性層内に所定の硬さ分布が付与される。そのため、単体のスポンジ弾性層でトナー掻き取り性能の向上、トナーに与えるストレスの低減を図りやすくなる。   Here, when the inside of the sponge elastic layer is impregnated with the impregnated component so that the inside is harder than the surface portion, another layer is coated on the sponge elastic layer to form a two-layer structure. Even if a technique such as the above is not adopted, a predetermined hardness distribution is provided in the sponge elastic layer. Therefore, it becomes easy to improve the toner scraping performance and reduce the stress applied to the toner with a single sponge elastic layer.

この際、スポンジ弾性層の表面部のセル内壁面に撥水成分が付着されるとともに、スポンジ弾性層の内部のセルに水系の含浸成分が含浸されることにより、表面部よりも内部が硬く形成されている場合には、表面部の硬さ<内部の硬さをより満たしやすくなる。また、水系の含浸成分を用いているので、取扱い性が良い上、環境にも優しい。   At this time, the water repellent component adheres to the cell inner wall surface of the surface portion of the sponge elastic layer, and the cell inside the sponge elastic layer is impregnated with the water-based impregnation component, so that the interior is harder than the surface portion. If it is, it becomes easier to satisfy the hardness of the surface portion <the internal hardness. In addition, since an aqueous impregnation component is used, it is easy to handle and environmentally friendly.

また、スポンジ弾性層の表面部を形成する材質が改質されることにより、内部よりも表面部が柔軟に形成されている場合には、スポンジ弾性層上に別の層をコーティングし、二層構造にするなどの手法を採用しなくても、スポンジ弾性層内に所定の硬さ分布が付与される。また、スポンジ弾性層のセル構造(独立セル、連通セル)によらずにスポンジ弾性層内に所定の硬さ分布が付与される。そのため、単体のスポンジ弾性層でトナー掻き取り性能の向上、トナーに与えるストレスの低減を図りやすくなる。   In addition, when the material forming the surface portion of the sponge elastic layer is modified so that the surface portion is formed more flexibly than the inside, another layer is coated on the sponge elastic layer, and two layers are formed. Even without adopting a method such as a structure, a predetermined hardness distribution is imparted in the sponge elastic layer. In addition, a predetermined hardness distribution is given in the sponge elastic layer regardless of the cell structure (independent cell, communication cell) of the sponge elastic layer. Therefore, it becomes easy to improve the toner scraping performance and reduce the stress applied to the toner with a single sponge elastic layer.

本発明に係る電子写真機器用スポンジロールは、電子写真機器におけるトナー供給ロール、クリーニングロールなどとして好適に用いることができる。   The sponge roll for electrophotographic equipment according to the present invention can be suitably used as a toner supply roll, a cleaning roll, etc. in electrophotographic equipment.

本発明に係るスポンジロールの周方向断面図である。It is a circumferential direction sectional view of the sponge roll concerning the present invention. スポンジ弾性層の例を拡大して模式的に示した図である。It is the figure which expanded and showed the example of the sponge elastic layer typically. スポンジ弾性層の他の例を拡大して模式的に示した図である。It is the figure which expanded and showed other examples of the sponge elastic layer typically. スポンジ弾性層の押し込み変位と押し込み時の荷重を測定する方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method to measure the pushing displacement of a sponge elastic layer, and the load at the time of pushing. 本発明に係るスポンジロールについてスポンジ弾性層の押し込み変位X(mm)と押し込み荷重P(gf)との関係を模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the relationship between the indentation displacement X (mm) of a sponge elastic layer, and the indentation load P (gf) about the sponge roll which concerns on this invention. 実施例1、比較例1に係るスポンジロールについてスポンジ弾性層の押し込み変位X(mm)と押し込み時の荷重P(gf)との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the pushing displacement X (mm) of a sponge elastic layer, and the load P (gf) at the time of pushing about the sponge roll which concerns on Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 電子写真機器における一般的な複写原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the general copying principle in an electrophotographic apparatus.

以下、本実施形態に係る電子写真機器用スポンジロール(以下、「スポンジロール」と略称する。)について説明する。   Hereinafter, the sponge roll for electrophotographic equipment according to the present embodiment (hereinafter abbreviated as “sponge roll”) will be described.

図1は、スポンジロールの周方向断面図である。図1に示すように、スポンジロール10は、軸体12と、軸体12の外周に形成された単体のスポンジ弾性層14とを有している。   FIG. 1 is a circumferential sectional view of a sponge roll. As shown in FIG. 1, the sponge roll 10 includes a shaft body 12 and a single sponge elastic layer 14 formed on the outer periphery of the shaft body 12.

軸体12は、中実でも中空でも良く、その形成材料としては、例えば、鉄、ステンレス、アルミニウム、鉄にメッキを施したもの等の金属、またはポリアセタール(POM)、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)、ポリカーボネート、ポリアミド等のプラスチックが挙げられる。また、軸体12の外周面には、必要に応じて、接着剤やプライマー等が塗布されていても良い。   The shaft body 12 may be solid or hollow. Examples of the material for forming the shaft body 12 include metals such as iron, stainless steel, aluminum, and iron plated, or polyacetal (POM), acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer. Examples thereof include plastics such as coalescence (ABS), polycarbonate, and polyamide. In addition, an adhesive, a primer, or the like may be applied to the outer peripheral surface of the shaft body 12 as necessary.

スポンジ弾性層14の形成材料は、軟質ポリウレタンフォームの製造等に用いられるポリオール成分およびイソシアネート成分を組み合わせて得られるポリウレタンフォームを好適に用いることができる。   As a material for forming the sponge elastic layer 14, a polyurethane foam obtained by combining a polyol component and an isocyanate component used in the production of a flexible polyurethane foam can be suitably used.

上記ポリオール成分としては、例えば、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリブタジエンポリオール、ポリイソブチレンポリオール等のポリオレフィンポリオール等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。   Examples of the polyol component include polyolefin polyols such as polyether polyol, polyester polyol, polybutadiene polyol, and polyisobutylene polyol. These may be used alone or in combination of two or more.

上記イソシアネート成分としては、2官能以上のポリイソシアネートであれば特に限定はなく、例えば、2,4−(または2,6−)トリレンジイソシアネート(TDI)、オルトトルイジンジイソシアネート(TODI)、ナフチレンジイソシアネート(NDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、カーボジイミド変成MDI、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。   The isocyanate component is not particularly limited as long as it is a bifunctional or higher polyisocyanate. For example, 2,4- (or 2,6-) tolylene diisocyanate (TDI), orthotoluidine diisocyanate (TODI), naphthylene diisocyanate. (NDI), xylylene diisocyanate (XDI), 4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI), carbodiimide-modified MDI, polymethylene polyphenyl isocyanate, polymeric polyisocyanate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

さらに、必要に応じて、上記ポリオール成分およびイソシアネート成分に加えて、架橋剤、発泡剤(水、低沸点物、ガス体等)、界面活性剤、触媒、難燃剤、充填剤、導電性付与剤、帯電防止剤等を適宜に配合することができる。   Furthermore, in addition to the polyol component and the isocyanate component, a crosslinking agent, a foaming agent (water, low-boiling substances, gas bodies, etc.), a surfactant, a catalyst, a flame retardant, a filler, and a conductivity-imparting agent as necessary. An antistatic agent or the like can be appropriately blended.

図2は、スポンジ弾性層の例を拡大して模式的に示した図である。図3は、スポンジ弾性層の他の例を拡大して模式的に示した図である。スポンジ弾性層14は、多数のセル14aから形成されており、各セル14aは、セル骨格部14bから構成されている。各セル14aは、図2に示すように連通していても良いし、図3に示すように独立していても良い。各セル14aが連通している場合には、スポンジ弾性層14内部のトナー移動が容易となるため、トナーによるセル14aの詰まりが低減できる等の利点がある。   FIG. 2 is an enlarged view schematically showing an example of the sponge elastic layer. FIG. 3 is an enlarged view schematically showing another example of the sponge elastic layer. The sponge elastic layer 14 is formed of a large number of cells 14a, and each cell 14a includes a cell skeleton 14b. Each cell 14a may be communicated as shown in FIG. 2, or may be independent as shown in FIG. When the cells 14a communicate with each other, toner movement inside the sponge elastic layer 14 is facilitated, and therefore there is an advantage that clogging of the cells 14a due to toner can be reduced.

また、スポンジ弾性層14の外周面には、セル14aの開口部が多数分布している。開口部の開口径は、使用されるトナーの大きさにもよるが、おおよそ100〜800μmの範囲内に設定される。   In addition, many openings of the cells 14 a are distributed on the outer peripheral surface of the sponge elastic layer 14. The opening diameter of the opening is set within a range of approximately 100 to 800 μm, although it depends on the size of the toner used.

ここで、スポンジ弾性層14は、表面部14cと、内部14dとを有する。表面部14cは、スポンジ弾性層14の表面近傍の部位であり、主にトナーストレスの緩和に寄与する。一方、内部14dは、表面部14cよりも軸体12側に位置する部位であり、主にトナー掻き取り性の向上に寄与する。   Here, the sponge elastic layer 14 has a surface portion 14c and an inner portion 14d. The surface portion 14c is a portion in the vicinity of the surface of the sponge elastic layer 14, and mainly contributes to alleviating toner stress. On the other hand, the inner part 14d is a part located closer to the shaft body 12 than the surface part 14c, and mainly contributes to improvement in toner scraping property.

スポンジロール10に対する現像ロール等の相手側部材の最大押し込み深さは、おおよそ0.5〜2mm程度である。最大押し込み深さは、トナー掻き取り性能と関係があるため、トナーストレスの緩和に寄与する表面部14cは、最大押し込み深さよりも浅い領域に存在するように設計される。表面部14cの存在する領域は、スポンジ弾性層14の表面から最大押し込み深さ以下の範囲、より好ましくは、最大押し込み深さの30〜80%の範囲に存在していると良い。   The maximum pressing depth of the mating member such as the developing roll with respect to the sponge roll 10 is about 0.5 to 2 mm. Since the maximum indentation depth is related to the toner scraping performance, the surface portion 14c that contributes to alleviating toner stress is designed to exist in a region shallower than the maximum indentation depth. The region where the surface portion 14c is present may be present in the range below the maximum indentation depth from the surface of the sponge elastic layer 14, more preferably in the range of 30 to 80% of the maximum indentation depth.

ここで、スポンジ弾性層14は、表面部14cの硬さ<内部14dの硬さを満たしている。そのため、スポンジ弾性層14において表面部14cが内部14dよりも柔軟となり、スポンジ弾性層14がトナーにストレスを与え難く、トナー劣化の抑制を図ることができる。また、スポンジ弾性層14の内部14dが表面部14cよりも硬いので、スポンジ弾性層14に現像ロール等の相手側部材が押し付けられた際に適度な硬さを発揮でき、トナー掻き取り性能を向上させることができる。   Here, the sponge elastic layer 14 satisfies the hardness of the surface portion 14c <the hardness of the inner portion 14d. Therefore, the surface portion 14c of the sponge elastic layer 14 becomes softer than the inside 14d, and the sponge elastic layer 14 hardly applies stress to the toner, so that toner deterioration can be suppressed. In addition, since the inside 14d of the sponge elastic layer 14 is harder than the surface portion 14c, it can exhibit an appropriate hardness when a counterpart member such as a developing roll is pressed against the sponge elastic layer 14 and improves the toner scraping performance. Can be made.

図4は、スポンジ弾性層の押し込み変位と押し込み時の荷重を測定する方法を説明するための図である。図4(a)に示すように、スポンジロール10を、軸体12の両端部分において支持し、板状押圧面(50mm×50mm、厚み7mm)を有する治具20をスポンジ弾性層14に押し込む。押し込み速度は、10mm/分である。これにより、押し込み変位X(mm)と押し込み時の荷重P(gf)との関係を求めることができる。但し、上記測定は、図4(b)に示すように、軸方向(幅方向)2ヶ所×ロール周方向90°毎4ヶ所の計8ヶ所の測定ポイントについて行い、平均値を求めることによる。   FIG. 4 is a view for explaining a method of measuring the indentation displacement of the sponge elastic layer and the load at the time of the indentation. As shown in FIG. 4A, the sponge roll 10 is supported at both end portions of the shaft body 12, and the jig 20 having a plate-like pressing surface (50 mm × 50 mm, thickness 7 mm) is pushed into the sponge elastic layer 14. The indentation speed is 10 mm / min. Thereby, the relationship between indentation displacement X (mm) and the load P (gf) at the time of indentation can be calculated | required. However, as shown in FIG. 4 (b), the above measurement is performed at a total of 8 measurement points of 2 locations in the axial direction (width direction) × 4 locations every 90 ° in the roll circumferential direction, and the average value is obtained.

図5に、本発明に係るスポンジロールについてスポンジ弾性層の押し込み変位X(mm)と押し込み荷重P(gf)との関係を模式的に示す。図5中、Aが、本発明に係るスポンジロール10におけるスポンジ弾性層14の押し込み変位X(mm)と押し込み荷重P(gf)との関係を示したものである。Bは、比較のために示したもので、均一なスポンジ弾性層を有する従来のスポンジロールにおけるスポンジ弾性層の押し込み変位X(mm)と押し込み荷重P(gf)との関係を示したものである。Xmaxは、最大押し込み変位であり、Pmaxは、最大押し込み荷重である。   FIG. 5 schematically shows the relationship between the indentation displacement X (mm) of the sponge elastic layer and the indentation load P (gf) for the sponge roll according to the present invention. In FIG. 5, A shows the relationship between the indentation displacement X (mm) of the sponge elastic layer 14 and the indentation load P (gf) in the sponge roll 10 according to the present invention. B is shown for comparison, and shows the relationship between the indentation displacement X (mm) of the sponge elastic layer and the indentation load P (gf) in a conventional sponge roll having a uniform sponge elastic layer. . Xmax is the maximum indentation displacement, and Pmax is the maximum indentation load.

図5に示すように、従来のスポンジロールは、押し込み変位Xが相対的に小さい領域において、上に凸の曲線Bとなる。これに対し、本発明に係るスポンジロール10は、押し込み変位Xが相対的に小さい領域において、下に凸の曲線Aとなり、押し込み変位Xが相対的に大きくなるに従い、押し込み荷重Pが大きくなる挙動を示す。このように曲線の挙動に差異が生じるのは、本発明に係るスポンジロール10のスポンジ弾性層14は、表面部14cの硬さ<内部14dの硬さを満たしているからである。   As shown in FIG. 5, the conventional sponge roll has an upwardly convex curve B in a region where the indentation displacement X is relatively small. In contrast, the sponge roll 10 according to the present invention has a downward convex curve A in a region where the indentation displacement X is relatively small, and the indentation load P increases as the indentation displacement X becomes relatively large. Indicates. The reason why the curve behavior is different is that the sponge elastic layer 14 of the sponge roll 10 according to the present invention satisfies the hardness of the surface portion 14c <the hardness of the inner portion 14d.

図5の座標(0,0)、(Xmax,0)、(Xmax,Pmax)で囲まれる三角形の面積をS、X=0からX=Xmaxまでの曲線Aの積分値をS’とすると、スポンジ弾性層14は、S’/S<1を満たしていることが好ましい。より好ましくは、S’/S≦0.98、さらに好ましくは、S’/S≦0.95を満たしていると良い。これによりトナーに対するストレスを与え難いことからトナー劣化の抑制を図ることができる上に、トナー掻き取り性能も確保できる。   If the area of the triangle surrounded by the coordinates (0, 0), (Xmax, 0), (Xmax, Pmax) in FIG. 5 is S, and the integral value of the curve A from X = 0 to X = Xmax is S ′, The sponge elastic layer 14 preferably satisfies S ′ / S <1. More preferably, S ′ / S ≦ 0.98, and even more preferably, S ′ / S ≦ 0.95 is satisfied. As a result, since it is difficult to give stress to the toner, it is possible to suppress toner deterioration and to ensure toner scraping performance.

表面部14cの硬さ<内部14dの硬さを満たすようにするには、スポンジ弾性層14は、具体的には次の通りに構成されていると良い。以下、図2、図3を用いて説明する。   In order to satisfy the hardness of the surface portion 14c <the hardness of the inner portion 14d, the sponge elastic layer 14 may be specifically configured as follows. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS.

図2に示すスポンジ弾性層14は、各セル14aが連通している。そして、内部14dのセル14aには、含浸成分15aが存在しており、これにより、表面部14cよりも内部14dが硬く形成されている。含浸成分15aは、内部14dのセル14a内全てを満たしていても良いし、セル14a内全てを満たしていなくても良い。   In the sponge elastic layer 14 shown in FIG. 2, each cell 14a communicates. And the impregnation component 15a exists in the cell 14a of the inside 14d, and thereby the inside 14d is formed to be harder than the surface portion 14c. The impregnation component 15a may fill all of the cells 14a in the interior 14d or may not fill all of the cells 14a.

上記含浸成分15aとしては、例えば、ポリアクリル酸エステル、変性ポリアクリル酸エステル等のアクリル樹脂、アクリル酸−スチレン共重合樹脂、アクリル酸エステル−スチレン共重合樹脂、アクリル酸−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリウレタン、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル等の各種の樹脂や、エチレン−プロピレン−ジエン共重合ゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム等の各種のゴムなどを主とした成分を例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。これら成分は、硬化されていても良いし、硬化されていなくても良い。好ましくは、使用時に含浸成分の漏洩による汚染を防止できる等の観点から、硬化されていると良い。好ましくは、スポンジ弾性層14をポリウレタンで形成した場合に、ポリウレタンが膨潤し難い利点がある等の観点から、上記含浸成分のうち、水系の分散液に適する含浸成分を好適に用いることができる。   Examples of the impregnation component 15a include acrylic resins such as polyacrylates and modified polyacrylates, acrylic acid-styrene copolymer resins, acrylic ester-styrene copolymer resins, acrylic acid-vinyl acetate copolymer resins, Various resins such as polyurethane, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, polyester, polyamide, polyvinyl chloride, ethylene-propylene-diene copolymer rubber, isoprene rubber, chloroprene rubber, nitrile rubber, fluorine rubber, silicone Examples of the component mainly include various rubbers such as rubber. These may be contained alone or in combination of two or more. These components may or may not be cured. Preferably, it is preferably cured from the viewpoint of preventing contamination due to leakage of impregnated components during use. Preferably, when the sponge elastic layer 14 is formed of polyurethane, an impregnation component suitable for an aqueous dispersion can be suitably used among the above impregnation components from the viewpoint that polyurethane does not easily swell.

また、図2に示すスポンジ弾性層14では、表面部14cのセル14aの内壁面に、撥水成分15bが付着されている。この場合、スポンジ弾性層14の表面から、水系の含浸成分15aを含浸させたときに、表面部14cのセル14a内に含浸成分15aが留まることはなく、速やかに内部14dのセル14a内に含浸成分15aを含浸させることができる。   In the sponge elastic layer 14 shown in FIG. 2, the water repellent component 15b is attached to the inner wall surface of the cell 14a of the surface portion 14c. In this case, when the water-based impregnation component 15a is impregnated from the surface of the sponge elastic layer 14, the impregnation component 15a does not remain in the cell 14a of the surface portion 14c, and the cell 14a of the inner 14d is immediately impregnated. Component 15a can be impregnated.

上記撥水成分15bとしては、例えば、パラフィン、ワックス類、高級脂肪酸エステル、アミドワックス、高級脂肪酸金属塩、ポリエチレン、酸化ポリエチレン、シリコン系化合物、フッ素系化合物などの成分を含み、含浸成分15aよりも硬度の低いもの等を例示することができる。これらは1種または2種以上含まれていても良い。これら成分は、硬化されていても良いし、硬化されていなくても良い。好ましくは、使用時に撥水成分の漏洩による汚染を防止できる等の観点から、硬化されていると良い。   Examples of the water-repellent component 15b include components such as paraffin, waxes, higher fatty acid esters, amide waxes, higher fatty acid metal salts, polyethylene, polyethylene oxide, silicon-based compounds, fluorine-based compounds, and more than the impregnated component 15a. A thing with low hardness etc. can be illustrated. These may be contained alone or in combination of two or more. These components may or may not be cured. Preferably, it is preferably cured from the viewpoint of preventing contamination due to leakage of water repellent components during use.

一方、図3に示すスポンジ弾性層14は、表面部14cを形成する材質が改質されることにより、内部14dよりも表面部14cが柔軟に形成されている。したがって、図3に示すスポンジ弾性層14は、セル14a内に含浸成分15aや撥水成分15bを存在させる必要がない。そのため、図3では、各セル14aが独立している場合を例示しているが、これに限定されるわけではなく、各セル14aは、それぞれ連通していても構わない。   On the other hand, in the sponge elastic layer 14 shown in FIG. 3, the surface portion 14c is formed more flexibly than the inside 14d by modifying the material forming the surface portion 14c. Therefore, the sponge elastic layer 14 shown in FIG. 3 does not require the impregnation component 15a and the water repellent component 15b to be present in the cell 14a. Therefore, although FIG. 3 illustrates the case where each cell 14a is independent, the present invention is not limited to this, and each cell 14a may communicate with each other.

表面部14cを柔軟に改質する方法としては、例えば、スポンジ弾性層14を形成する材質を分解するエネルギーを持つ光を照射する方法などが挙げられる。より具体的には、例えば、スポンジ弾性層14を形成する材質がポリウレタンである場合、スポンジ弾性層14の表面に紫外線を照射してウレタン結合を部分的に切断することで、表面近傍を柔軟化して表面部14cを形成することができる。   Examples of a method for flexibly modifying the surface portion 14c include a method of irradiating light having energy that decomposes the material forming the sponge elastic layer 14. More specifically, for example, when the material forming the sponge elastic layer 14 is polyurethane, the surface of the sponge elastic layer 14 is irradiated with ultraviolet rays to partially cut urethane bonds, thereby softening the vicinity of the surface. Thus, the surface portion 14c can be formed.

上述したスポンジロール10は、例えば、次のようにして製造することができる。すなわち、先ず、軸体12を、所定のロール成形型に装填する。このロール成形型は、スポンジ弾性層14の軸方向の長さに略等しい長さの円筒型と、この円筒型の両端を閉塞するキャップとから構成されており、型締すると、軸体12がキャップによって円筒型と同軸に支持され、円筒型内に目的とするスポンジロー10の最終ロール形状を与える成形キャビティが形成されるようになっている。   The sponge roll 10 described above can be manufactured, for example, as follows. That is, first, the shaft body 12 is loaded into a predetermined roll forming die. This roll forming die is composed of a cylindrical shape having a length substantially equal to the length of the sponge elastic layer 14 in the axial direction, and a cap that closes both ends of the cylindrical shape. A forming cavity that is supported coaxially with the cylindrical shape by the cap and gives the final roll shape of the target sponge row 10 is formed in the cylindrical shape.

そして、上記成形型の成形キャビティ内に、スポンジ弾性層14の形成材料(ポリウレタンフォーム用組成物等)を注入し、発泡硬化させてベーススポンジ弾性層を軸体の周囲に一体成形した後、脱型する。ベーススポンジ弾性層は、硬さの異なる表面部14c、内部14dは未だ形成されていない。   Then, a material for forming the sponge elastic layer 14 (polyurethane foam composition or the like) is injected into the molding cavity of the mold, and the base sponge elastic layer is integrally formed around the shaft body by foaming and curing, and then removed. Type. In the base sponge elastic layer, the surface portion 14c and the inside 14d having different hardnesses are not yet formed.

なお、スラブ発泡もしくは型発泡のフォーム材からロール素材を切り出し、それに軸体を通した後、表面を研磨して、ベーススポンジ弾性層を形成しても構わない。   A base sponge elastic layer may be formed by cutting a roll material from a foam material of slab foaming or mold foaming, passing the shaft through it, and then polishing the surface.

図2に示すように、各セルに、適度の連通性をもたせるには、例えば、上記脱型後に、スポンジロール10を軸体12を中心に回転させながら、ノズル等を用いて高圧の気体(空気や窒素等のガス)をベーススポンジ弾性層に噴射する。これにより、高圧の気体が軸体12の抵抗によってベーススポンジ弾性層内に拡散し、発泡セルと発泡セルの間のセル膜が破れ、セル間を連通させることができる。   As shown in FIG. 2, in order to give each cell appropriate communication, for example, after removing the mold, the sponge roll 10 is rotated around the shaft body 12 and a high-pressure gas ( A gas such as air or nitrogen) is sprayed onto the base sponge elastic layer. As a result, the high-pressure gas diffuses into the base sponge elastic layer due to the resistance of the shaft body 12, the cell film between the foamed cells and the foamed cells is broken, and the cells can communicate with each other.

そして、図2に示したスポンジ弾性層14を形成するには、上記にて軸体に形成したベーススポンジ弾性層の表面近傍(例えば、1mm前後)に、撥水成分15bを含む塗工液を塗工し、必要に応じて、乾燥、熱処理する。上記塗工方法としては、例えば、平滑な台上に塗工液を塗工して所定厚みの未乾燥の塗膜を形成した後、直ちにその塗膜上において、ベーススポンジ弾性層を形成したロール体を回転させながら移動させ、ベーススポンジ弾性層の表面に塗工液を付着させる方法などを例示することができる。   In order to form the sponge elastic layer 14 shown in FIG. 2, a coating liquid containing the water repellent component 15b is formed in the vicinity of the surface of the base sponge elastic layer formed on the shaft body (for example, around 1 mm). Apply and dry and heat-treat as necessary. Examples of the coating method include, for example, a roll in which a base sponge elastic layer is formed on the coating film immediately after the coating liquid is applied on a smooth table to form an undried coating film with a predetermined thickness. Examples thereof include a method in which the body is moved while rotating and the coating liquid is adhered to the surface of the base sponge elastic layer.

その後、含浸成分15aを含む塗工液中に、ロール全体または軸体12程度までスポンジ弾性層14を含浸させる。これにより、撥水成分15bが付着しているセル14aには、含浸成分15aが塗工されず、内部14dに含浸成分15aが含浸される。その後、このロールを含浸成分15aを含む塗工液から取り出し、必要に応じて、絞り、乾燥、熱処理すれば、スポンジロール10が得られる。   Thereafter, the sponge elastic layer 14 is impregnated in the coating liquid containing the impregnation component 15a up to about the entire roll or the shaft body 12. Thereby, the impregnation component 15a is not applied to the cell 14a to which the water repellent component 15b is adhered, and the impregnation component 15a is impregnated in the interior 14d. Then, if this roll is taken out from the coating liquid containing the impregnating component 15a and is squeezed, dried and heat-treated as necessary, the sponge roll 10 is obtained.

一方、図3に示したスポンジ弾性層14を形成するには、上記にて軸体12に形成したベーススポンジ弾性層の表面に、ベーススポンジ弾性層を形成する材質に合わせて、この材質を分解するエネルギーを持つ光を照射し、ベーススポンジ弾性層の表面近傍の材質の化学結合を切り、柔軟化させる。これによりスポンジ弾性層14の表面近傍に表面部14cが形成されるとともに、材質が分解されなかった部位が分解された部位よりも相対的に硬くなって内部14dが形成される。これにより、スポンジロール10が得られる。   On the other hand, in order to form the sponge elastic layer 14 shown in FIG. 3, the material is decomposed on the surface of the base sponge elastic layer formed on the shaft body 12 in accordance with the material for forming the base sponge elastic layer. By irradiating light having energy to cut, the chemical bond of the material near the surface of the base sponge elastic layer is cut and softened. As a result, the surface portion 14c is formed in the vicinity of the surface of the sponge elastic layer 14, and the portion where the material has not been decomposed is relatively harder than the decomposed portion, thereby forming the interior 14d. Thereby, the sponge roll 10 is obtained.

得られたスポンジロール10は、トナー供給用ロール、クリーニングロールなどとして好適に用いることが可能である。   The obtained sponge roll 10 can be suitably used as a toner supply roll, a cleaning roll, and the like.

以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.

1.実施例および比較例に係るスポンジロールの作製
(軸体)
直径5mmのSUM22製中実円柱状の軸体を準備した。
1. Production of sponge rolls according to examples and comparative examples (shaft body)
A SUM22 solid cylindrical shaft body having a diameter of 5 mm was prepared.

(スポンジ弾性層形成用のスポンジ組成物の調製)
ポリエーテルポリオール(三井化学(株)製、EP−828、OH価=28)90重量部、ポリマーポリオール(三井化学(株)製、POP−31−28、OH価=28)10重量部、ジエタノールアミン2重量部、シリコン整泡剤(日本ユニカー(株)製、L−5309)3重量部、水2重量部、第三級アミン触媒(花王(株)製、カオライザーNo.31)0.5重量部、第三級アミン触媒(東ソー(株)製、トヨキャットHX−35)0.1重量部、ジブチル錫ジラウレート0.1重量部、およびイソシアネート(住友バイエルウレタン(株)製、スミジュールVT−80、NCO%=45)30.5重量部を配合してスポンジ弾性層形成用のスポンジ組成物を調製した。
(Preparation of sponge composition for forming sponge elastic layer)
Polyether polyol (Mitsui Chemicals, EP-828, OH number = 28) 90 parts by weight, Polymer polyol (Mitsui Chemicals, POP-31-28, OH number = 28) 10 parts by weight, diethanolamine 2 parts by weight, silicon foam stabilizer (Nihon Unicar Co., Ltd., L-5309) 3 parts by weight, water 2 parts by weight, tertiary amine catalyst (Kao Co., Ltd., Kaulizer No. 31) 0.5 part by weight Parts, tertiary amine catalyst (Tosoh Co., Ltd., Toyocat HX-35) 0.1 parts by weight, dibutyltin dilaurate 0.1 parts by weight, and isocyanate (Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., Sumijoule VT-) 80, NCO% = 45) 30.5 parts by weight were blended to prepare a sponge composition for forming a sponge elastic layer.

(各種スポンジロールの作製)
別途準備したパイプ型内に、上記軸体を同軸に配置し、パイプ型の両端をキャップにて閉塞するとともに軸体を支持し、その状態において、成形キャビティ内に調製した上述のスポンジ組成物を所定量注入し、60℃×30分間の条件にて発泡硬化させ、軸体の周りにベーススポンジ弾性層(厚み5.5mm)が一体的に形成されてなるロール体を作製した。なお、成形キャビティ内へのスポンジ組成物の注入量を変えることによって、ベーススポンジ弾性層の硬度が異なるロール体(以下、「ベースロール」ということがある。)を作製した。
(Manufacture of various sponge rolls)
In the separately prepared pipe mold, the shaft body is arranged coaxially, both ends of the pipe mold are closed with caps and the shaft body is supported, and in this state, the sponge composition prepared in the molding cavity is prepared. A predetermined amount was injected, and foamed and cured under conditions of 60 ° C. × 30 minutes, and a roll body in which a base sponge elastic layer (thickness 5.5 mm) was integrally formed around the shaft body was produced. In addition, roll bodies (hereinafter sometimes referred to as “base rolls”) having different hardnesses of the base sponge elastic layer were produced by changing the amount of the sponge composition injected into the molding cavity.

(実施例1)
不揮発分が5%となるようにシリコーンゴム系塗工液(水系、硬化タイプ、信越化学工業(株)製「KM−2002L−1」不揮発分43%)を水にて希釈し、表面塗工液を調製した。次いで、この塗工液をロールコート法にて0.5mmの塗工厚みになるよう調整し、ロール硬度110gfのベースロール表面に塗工した。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理して成分を硬化させ、ベーススポンジ弾性層に表面部を形成した。次いで、不揮発分が15%となるようにアクリレートラテックス(日本ゼオン(株)製、「Nipol LX852」、不揮発分45%)を水にて希釈し、全体含浸液を調製した。次いで、この全体含浸液中に、上記熱処理後のベースロール全体を含浸させ、ベーススポンジ弾性層の内部のセル内に全体含浸液を含浸させた後、さらに絞り処理を行った。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理して成分を硬化させ、スポンジ弾性層を形成した。これにより、実施例1に係るスポンジロールを作製した。
Example 1
Silicone rubber coating solution (water-based, cured type, “KM-2002L-1” nonvolatile content 43%, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is diluted with water so that the non-volatile content is 5%. A liquid was prepared. Next, this coating solution was adjusted to a coating thickness of 0.5 mm by a roll coating method, and applied to the surface of a base roll having a roll hardness of 110 gf. Next, the base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, and a surface portion was formed on the base sponge elastic layer. Next, an acrylate latex (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., “Nipol LX852”, non-volatile content 45%) was diluted with water so that the non-volatile content was 15%, to prepare an entire impregnation solution. Next, the entire impregnating solution was impregnated with the entire base roll after the heat treatment, and the cells inside the base sponge elastic layer were impregnated with the entire impregnating solution, followed by further drawing treatment. Next, the base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, thereby forming a sponge elastic layer. Thereby, the sponge roll which concerns on Example 1 was produced.

(実施例2)
不揮発分が2%となるようにシリコーンゴム系塗工液(水系、硬化タイプ、信越化学工業(株)製「KM−2002L−1」不揮発分43%)を水にて希釈し、表面塗工液を調製した点、塗工液をロールコート法にて0.3mmの塗工厚みになるよう調整し、ロール硬度72gfのベースロール表面に塗布した点以外は、実施例1と同様にして、実施例2に係るスポンジロールを作製した。
(Example 2)
Silicone rubber-based coating liquid (water-based, cured type, “KM-2002L-1” non-volatile content 43%, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is diluted with water so that the non-volatile content is 2%, and surface coating is performed. In the same manner as in Example 1 except that the liquid was prepared, and the coating liquid was adjusted to a coating thickness of 0.3 mm by the roll coating method, and applied to the base roll surface having a roll hardness of 72 gf. A sponge roll according to Example 2 was produced.

(実施例3)
不揮発分が10%となるようにシリコーンゴム系塗工液(水系、硬化タイプ、信越化学工業(株)製「KM−2002L−1」不揮発分43%)を水にて希釈し、表面塗工液を調製した点、塗工液をロールコート法にて0.8mmの塗工厚みになるよう調整し、ロール硬度72gfのベースロール表面に塗布した点以外は、実施例1と同様にして、実施例3に係るスポンジロールを作製した。
(Example 3)
Silicone rubber-based coating liquid (water-based, curing type, “KM-2002L-1” nonvolatile content 43%, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is diluted with water so that the nonvolatile content is 10%, and surface coating is performed. In the same manner as in Example 1, except that the liquid was prepared, the coating liquid was adjusted to a coating thickness of 0.8 mm by the roll coating method, and applied to the surface of the base roll having a roll hardness of 72 gf. A sponge roll according to Example 3 was produced.

(実施例4)
不揮発分が5%となるようにシリコーン系塗工液(溶剤系:IPA溶剤、硬化タイプ、信越化学工業(株)製「KS7001」不揮発分21%)をIPA溶剤にて希釈し、表面塗工液を調製した。次いで、この塗工液をロールコート法にて0.3mmの塗工厚みになるよう調整し、ロール硬度110gfのベースロール表面に塗布した。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理して成分を硬化させ、ベーススポンジ弾性層に表面部を形成した。次いで、不揮発分が20%となるように水系ウレタン((株)ADEKA製、「アデカボンタイターHUX−290H」、不揮発分62%)を水にて希釈し、全体含浸液を調製した。次いで、この全体含浸液中に、上記熱処理後のベースロール全体を含浸させ、ベーススポンジ弾性層の内部のセル内に全体含浸液を含浸させ、絞り処理を行った。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理して成分を硬化させ、スポンジ弾性層を形成した。これにより、実施例4に係るスポンジロールを作製した。
Example 4
Silicone coating solution (solvent type: IPA solvent, cured type, “KS7001” non-volatile content 21% made by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is diluted with IPA solvent so that the non-volatile content is 5%, and surface coating is performed. A liquid was prepared. Next, this coating solution was adjusted to a coating thickness of 0.3 mm by a roll coating method and applied to the surface of a base roll having a roll hardness of 110 gf. Next, the base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, and a surface portion was formed on the base sponge elastic layer. Next, water-based urethane (manufactured by ADEKA, “Adekabon titer HUX-290H”, 62% nonvolatile content) was diluted with water so that the nonvolatile content was 20%, and an entire impregnation solution was prepared. Next, the entire impregnating solution was impregnated with the entire base roll after the heat treatment, and the entire impregnating solution was impregnated into the cells inside the base sponge elastic layer, and a drawing treatment was performed. Next, the base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, thereby forming a sponge elastic layer. Thereby, a sponge roll according to Example 4 was produced.

(実施例5)
不揮発分が5%となるようにフッ素ゴム系塗工液(ダイキン工業(株)製「ダイエルラテックスGL−252E」と「ダイエルラテックスGL−200B」との混合物、GL−252E:GL−200B=100質量部:5質量部)を水にて希釈し、表面塗工液を調製した。次いで、この塗工液をロールコート法にて0.5mmの塗工厚みになるよう調整し、ロール硬度110gfのベースロール表面に塗布した。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理して成分を硬化させ、ベーススポンジ弾性層に表面部を形成した。次いで、不揮発分が20%となるように水系ウレタン((株)ADEKA製、「アデカボンタイターHUX−290H」、不揮発分62%)を水にて希釈し、全体含浸液を調製した。次いで、この全体含浸液中に、上記熱処理後のベースロール全体を含浸させ、ベーススポンジ弾性層の内部のセル内に全体含浸液を含浸させ、絞り処理を行った。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理し成分を硬化させ、スポンジ弾性層を形成した。これにより、実施例5に係るスポンジロールを作製した。
(Example 5)
Fluororubber coating liquid (Daikin Industries, Ltd. “Daiel Latex GL-252E” and “Daiel Latex GL-200B” mixture, GL-252E: GL-200B so that the non-volatile content is 5%. = 100 parts by mass: 5 parts by mass) was diluted with water to prepare a surface coating solution. Next, this coating solution was adjusted to a coating thickness of 0.5 mm by a roll coating method and applied to the surface of a base roll having a roll hardness of 110 gf. Next, the base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, and a surface portion was formed on the base sponge elastic layer. Next, water-based urethane (manufactured by ADEKA, “Adekabon titer HUX-290H”, 62% nonvolatile content) was diluted with water so that the nonvolatile content was 20%, and an entire impregnation solution was prepared. Next, the entire impregnating solution was impregnated with the entire base roll after the heat treatment, and the entire impregnating solution was impregnated into the cells inside the base sponge elastic layer, and a drawing treatment was performed. Subsequently, this base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, thereby forming a sponge elastic layer. Thereby, a sponge roll according to Example 5 was produced.

(実施例6)
ランプ出力80/cm、定格電力4KW、波長280nm近傍の紫外線ランプから12cm離し、かつ、表面1mmにのみ紫外線ランプが照射されるようにベースロール(ロール硬度171gf)の大半を覆った形で配置し、配置したベースロールを回転(30rpm)させながら紫外線を2分間照射し、ベーススポンジ弾性層の表面近傍のウレタン結合を部分的に切断した。これにより、実施例6に係るスポンジロールを作製した。
(Example 6)
A lamp output of 80 / cm, a rated power of 4 kW, and a distance of 12 cm from an ultraviolet lamp near a wavelength of 280 nm, and the base roll (roll hardness of 171 gf) is covered so that the ultraviolet lamp is irradiated only on the surface of 1 mm. Then, ultraviolet rays were irradiated for 2 minutes while rotating (30 rpm) the arranged base roll, and the urethane bonds near the surface of the base sponge elastic layer were partially cut. Thereby, a sponge roll according to Example 6 was produced.

(比較例1)
ベースロール(ロール硬度171gf)を比較例1に係るスポンジロールとした。
(Comparative Example 1)
The base roll (roll hardness 171 gf) was used as the sponge roll according to Comparative Example 1.

(比較例2)
ベースロール(ロール硬度110gf)を比較例2に係るスポンジロールとした。
(Comparative Example 2)
The base roll (roll hardness 110 gf) was a sponge roll according to Comparative Example 2.

(比較例3)
不揮発分が15%となるようにアクリレートラテックス(日本ゼオン(株)製、「Nipol LX852」、不揮発分45%)を水にて希釈し、全体含浸液を調製した。次いで、この全体含浸液中に、ロール硬度72gfのベースロール全体を含浸させ、ベーススポンジ弾性層のセル内に全体含浸液を含浸させ、その後絞り処理を行った。次いで、このベースロールを130℃で30分間熱処理して成分を硬化させ、スポンジ弾性層を形成した。これにより、比較例3に係るスポンジロールを作製した。
(Comparative Example 3)
An acrylate latex (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., “Nipol LX852”, 45% non-volatile content) was diluted with water so that the non-volatile content was 15%, to prepare an entire impregnation solution. Next, the whole base roll having a roll hardness of 72 gf was impregnated in this whole impregnating liquid, and the whole impregnating liquid was impregnated in the cells of the base sponge elastic layer, and then a squeezing treatment was performed. Next, the base roll was heat-treated at 130 ° C. for 30 minutes to cure the components, thereby forming a sponge elastic layer. Thereby, a sponge roll according to Comparative Example 3 was produced.

2.ロール物性
(硬度)
図4に示した方法により、実施例、比較例に係るスポンジロールのスポンジ弾性層の硬さを測定した。具体的には、スポンジロールを、軸体の両端部分において支持し、スポンジ弾性層を、板状押圧面(50mm×50mm、厚み7mm)を有する治具にて、10mm/分の速度で押圧し、押し込み変位X(mm)と押し込み時の荷重P(gf)との関係を調べた。なお、今回の試験では、1mm変位(圧縮)時の荷重P(gf)を最大押し込み荷重とした。その結果、実施例1〜6に係るスポンジロールはいずれも、図5に示した曲線Aと同等の挙動を示した。一方、比較例1〜3に係るスポンジロールはいずれも、図5に示した曲線Bと同等の挙動を示した。代表例として、図6に、実施例1、比較例1に係るスポンジロールについて測定された、スポンジ弾性層の押し込み変位X(mm)と押し込み時の荷重P(gf)との関係を示す。また、押し込み変位X(mm)と押し込み時の荷重P(gf)との関係から、上述したS’/S値の値を求めた。また、10mm/分の速度で押圧したときの、1mm変位(圧縮)時の押し込み荷重P(gf)をロール硬度(gf)として測定した。なお、ロール硬度は、軸方向の2ヶ所×ロール周方向90°毎の4ヶ所の、計8ヶ所とし、その平均値である。この値が大きくなる程、スポンジ弾性層全体が硬いことを示している。
2. Roll physical properties (hardness)
The hardness of the sponge elastic layer of the sponge roll according to the example and the comparative example was measured by the method shown in FIG. Specifically, the sponge roll is supported at both ends of the shaft body, and the sponge elastic layer is pressed at a speed of 10 mm / min with a jig having a plate-like pressing surface (50 mm × 50 mm, thickness 7 mm). The relationship between indentation displacement X (mm) and indentation load P (gf) was examined. In this test, the load P (gf) at the time of 1 mm displacement (compression) was set as the maximum pushing load. As a result, all the sponge rolls according to Examples 1 to 6 exhibited the same behavior as the curve A shown in FIG. On the other hand, all the sponge rolls according to Comparative Examples 1 to 3 showed the same behavior as the curve B shown in FIG. As a representative example, FIG. 6 shows the relationship between the indentation displacement X (mm) of the sponge elastic layer and the indentation load P (gf) measured for the sponge rolls according to Example 1 and Comparative Example 1. Further, the S ′ / S value described above was obtained from the relationship between the indentation displacement X (mm) and the indentation load P (gf). Further, the indentation load P (gf) at the time of 1 mm displacement (compression) when pressed at a speed of 10 mm / min was measured as roll hardness (gf). The roll hardness is an average value of 8 places in total, 2 places in the axial direction and 4 places in the roll circumferential direction of 90 °. The larger this value is, the harder the sponge elastic layer is.

3.画像評価
各スポンジロールをトナー供給ロールとして用いて、以下の画像評価を行った。
3. Image Evaluation The following image evaluation was performed using each sponge roll as a toner supply roll.

(初期・耐久後複写画像のゴースト評価)
トナー供給ロールとしての各スポンジロールのトナー掻き取り性を、次のようにして評価した。すなわち、スポンジロールを市販されているプリンタの現像装置に組み込み、所定の画像出しを行い、得られた初期複写画像を目視で観察した。ゴーストがなく画像が良好なものを初期のトナー掻き取り性が良好であるとして「○」と評価した。多少のゴーストはあるが軽微なものを「△」とした。実用に供し難いレベルのゴーストが存在するものを初期のトナー掻き取り性に劣るとして「×」と評価した。
(Ghost evaluation of copied images after initial and endurance)
The toner scraping property of each sponge roll as a toner supply roll was evaluated as follows. That is, a sponge roll was incorporated in a developing device of a commercially available printer, a predetermined image was output, and the obtained initial copy image was visually observed. A good image with no ghost was evaluated as “◯” because the initial toner scraping property was good. Although there were some ghosts, the slight ones were marked “△”. A case where a ghost of a level that is difficult to be put into practical use was present was evaluated as “x” because the initial toner scraping property was poor.

また、トナー濃度が5%となる程度の文字列を10000枚出力した。その後、さらに所定の画像出しを行い、得られた複写画像(耐久複写画像)を目視で観察した。ゴーストがなく画像が良好なものを耐久後のトナー掻き取り性が良好であるとして「○」と評価した。多少のゴーストはあるが軽微なものを「△」とした。実用に供し難いレベルのゴーストが存在するものを耐久後のトナー掻き取り性に劣るとして「×」と評価した。   Further, 10,000 character strings having a toner density of 5% were output. Thereafter, a predetermined image was produced, and the obtained copy image (durable copy image) was visually observed. Those having no ghost and good image were evaluated as “◯” because the toner scraping property after durability was good. Although there were some ghosts, the slight ones were marked “△”. Those having a level of ghosts that were difficult to put to practical use were evaluated as “x” because the toner scraping property after durability was inferior.

(耐久複写画像のトナーフィルミング評価)
トナー供給ロールとしての各スポンジロールがトナーへ与えるストレスの程度を、次のようにして評価した。すなわち、スポンジロールを市販されているプリンタの現像装置に組み込み、トナー濃度が5%となる程度の文字列を10000枚出力した。その後、所定の画像出しを行い、得られた複写画像(耐久複写画像)を目視で観察した。トナーフィルミングによる色抜け等の画像不具合がなく、画像が良好なものをトナーストレスが十分に低減されているとして「○」と評価した。多少の画像不具合は認められるものの軽微なものを「△」とした。実用に供し難いレベルの画像不具合が存在するものをトナーへのストレスが大であるとして「×」と評価した。
(Evaluation of toner filming of durable copy images)
The degree of stress applied to the toner by each sponge roll as the toner supply roll was evaluated as follows. That is, a sponge roll was incorporated in a developing device of a commercially available printer, and 10,000 character strings having a toner density of 5% were output. Thereafter, a predetermined image was produced, and the obtained copy image (durable copy image) was visually observed. An image having no image defects such as color loss due to toner filming and having a good image was evaluated as “◯” because the toner stress was sufficiently reduced. Although some image defects are recognized, minor ones are indicated as “Δ”. Those having image defects at a level that is difficult to put to practical use were evaluated as “x” because the stress on the toner was large.

表1に、スポンジ弾性層形成時の製造条件、ロール物性、画像評価結果をまとめて示す。   Table 1 summarizes the manufacturing conditions, roll physical properties, and image evaluation results when forming the sponge elastic layer.

Figure 0005595220
Figure 0005595220

表1から以下のことが分かる。すなわち、比較例1〜3に係るスポンジロールは、いずれもスポンジ弾性層の表面近傍が硬いため、トナーにストレスを与えやすく、トナーフィルミングによる画像不具合が発生している。   Table 1 shows the following. That is, since the sponge rolls according to Comparative Examples 1 to 3 are all hard in the vicinity of the surface of the sponge elastic layer, the toner tends to be stressed and image defects due to toner filming occur.

これらに対し、実施例1〜6に係るスポンジロールは、いずれもスポンジ弾性層の表面から1mm程度の深さで表面部が形成されており、表面部の下部が内部とされている。そして、表面部の硬さ<内部の硬さを満たす。そのため、トナー掻き取り性能の向上、トナーに与えるストレスの低減を両立可能なことが確認できた。   On the other hand, as for the sponge roll which concerns on Examples 1-6, the surface part is formed in the depth of about 1 mm from the surface of a sponge elastic layer, and the lower part of a surface part is made into the inside. Then, the hardness of the surface portion <the internal hardness is satisfied. Therefore, it was confirmed that it is possible to improve both the toner scraping performance and the stress applied to the toner.

以上、本発明の実施形態、実施例について説明したが、本発明は上記実施形態、実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能なものである。   The embodiments and examples of the present invention have been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. is there.

例えば、上記実施例では、実施例に係るスポンジロールをトナー供給ロールとして適用し評価を行ったが、クリーニングロールとしても適用することが可能である。   For example, in the above embodiment, the sponge roll according to the embodiment is applied as a toner supply roll for evaluation, but it can also be applied as a cleaning roll.

10 スポンジロール
12 軸体
14 スポンジ弾性層
14a セル
14b セル骨格部
14c 表面部
14d 内部
15a 含浸成分
15b 撥水成分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sponge roll 12 Shaft body 14 Sponge elastic layer 14a Cell 14b Cell skeleton part 14c Surface part 14d Interior 15a Impregnation component 15b Water repellent component

Claims (1)

軸体と、前記軸体の外周に形成された単体のスポンジ弾性層とを有し、
前記スポンジ弾性層は、表面部のセル内壁面に撥水成分が付着されるとともに、内部のセルに水系の含浸成分が含浸されることにより、前記表面部よりも前記内部が硬く形成されて、表面部の硬さ<内部の硬さを満たすことを特徴とする電子写真機器用スポンジロール。
A shaft body and a single sponge elastic layer formed on the outer periphery of the shaft body;
The sponge elastic layer is formed such that the water repellent component is attached to the cell inner wall surface of the surface portion and the inner cell is impregnated with a water-based impregnating component so that the inside is harder than the surface portion, A sponge roll for electrophotographic equipment, characterized by satisfying the hardness of the surface portion <the internal hardness.
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