JPH05188774A - 事務機器用現像ロール - Google Patents

事務機器用現像ロール

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JPH05188774A
JPH05188774A JP4189935A JP18993592A JPH05188774A JP H05188774 A JPH05188774 A JP H05188774A JP 4189935 A JP4189935 A JP 4189935A JP 18993592 A JP18993592 A JP 18993592A JP H05188774 A JPH05188774 A JP H05188774A
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JP
Japan
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roll
polyol
developing roll
shaft
weight
Prior art date
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Pending
Application number
JP4189935A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Kinoshita
紘治 木下
Makoto Hasegawa
誠 長谷川
Noriko Masayama
典子 正山
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Bando Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Bando Chemical Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 事務機器用現像ロールにおいて、ロールの硬
度調整及び導電性改良により複写物が黒ずんだり不鮮明
になることを防止すると共に製造も安価にできるように
することを目的とする。 【構成】 シャフト2と該シャフト2の周囲に設けられ
たロール本体1、3とからなり該ロール本体1は導電性
を付与したポリオールとポリイソシアネートを主原料と
する、アスカー硬度Cが10〜70°、導電性能が108 〜10
5 Ωcmであるポリウレタン樹脂発泡体よりなるロール成
形体1表面に、非磁性−成分トナーに対し、摩擦帯電付
与性能を有する導電性塗料3をコートして構成され、発
泡樹脂の使用により軽量化、弾性調整を図り、表面コー
ト層により静電潜像担持体等の汚染性改良を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はPPC,PPF,PP
Pなど事務機器において、非磁性−成分トナーに対し摩
擦帯電を付与し、現像のために必要なトナーを感光ドラ
ム等の静電潜像担持体に供給するために用いられるロー
ルに関する。
【0002】
【従来の技術】非磁性−成分トナーを用いる現像方式と
しては、図2に示すように非磁性トナーTをトナー供給
ロールRT から現像ロールR上に補給し、現像ロールR
表面上のトナーTをブレードSにより薄層化し、静電潜
像担持体Eに圧接して現像する接触現像法が知られてい
る。
【0003】上記現像ロールRとしては、図3に示すよ
うにシャフトAの周囲にNBR、アクリルゴム、クロロ
プレンゴム等のゴム、ポリウレタンあるいはシリコンゴ
ム等からなるエラストマー層Bを設け、その外側に必要
に応じ導電性の金属被膜あるいは導電性の樹脂被膜より
なる表層Cを設けたものが一般に用いられる。上記現像
ロールRの要求特性としては抵抗が105 〜108 Ωcmで、
ゴム硬度がJIS-A 30°近辺の非常に軟らかい領域である
必要がある。
【0004】
【従来技術の問題点】ところで、上記現像ロールAのシ
ャフトAを被覆するエラストマー層Bのゴム部材として
使用されるNBR、アクリルゴム、クロロプレンゴム等
は、低硬度化のため可塑剤あるいは軟化剤兼加工助剤
(サブ)の添加が不可避であるが、これら添加剤はロー
ル表面へ浸出する問題があり、エラストマー層B表面に
前記可塑剤封止のエラストマー外層を設けてもなおロー
ル表面への浸出がある欠点があった。
【0005】このように可塑剤が浸出するとトナーTが
ロールR表面に強固に付着してロール表面性が変化し、
トナーの帯電性や電気抵抗が変動したり、静電潜像担持
体EやブレードSを汚染したりするため、画像に地肌か
ぶり、画像濃度のムラなどを生じさせる原因となる欠点
があった。
【0006】さらに、可塑剤や軟化剤兼加工助剤(サ
ブ)の添加により低硬度化を図ると現像ロールAの弾性
回復性が低下する問題があり、静電潜像担持体Eやブレ
ードD等に接する現像ロールAの接触部位が変形し、ト
ナー薄層のムラを生じさせ、画像にも黒筋となって表れ
る不都合があった。
【0007】また、これらのゴム材料を用いたロール
は、抵抗を調整するために一般にカーボンブラック等の
低抵抗粒子の添加が必要となるが、高粘度ゴム材料にこ
れら粒子の均一分散させるのが困難で、粒子分散のばら
つきのため画像濃度や地肌汚れなどを生じ画像品質の劣
化の原因となる欠点もあった。従って、この種現像ロー
ルAの構成素材として可塑剤や軟化剤兼加工助剤(サ
ブ)の添加により低硬度化を図ったNBR、アクリルゴ
ム、クロロプレンゴム等は現像ロールRの素材として難
がある。
【0008】一方、ポリウレタンを用いた現像ロールR
として、ポリウレタンプレポリマーにおけるイソシアネ
ート基量を低減させかつ高分子量の鎖延長剤や架橋剤を
用いて架橋させ低硬度化を図ったものが知られている。
このようなポリウレタン製ロールを現像ロールとして使
用する場合は、これに抵抗を調整する目的でプレポリマ
ーに金属やカーボンブラック等の低抵抗粒子を混合する
ことが必要となってくるが、そうするとプレポリマーの
粘度が著しく上昇し、低抵抗材料の均一分散が困難とな
って現像ロールRの電気抵抗を均一にすることができな
い欠点がある。
【0009】他方、ポリウレタンを低硬度化させるため
にプレポリマーにおけるイソシアネート基量を低減して
も、同様にプレポリマーの粘度の上昇が著しく、注型が
困難となって、均一な電気抵抗を有するロールを得るこ
とができない。従って、ポリウレタンに導電性を付与し
つつ、その低硬度化を図ることは非常に困難であり、例
え、ロールが成形できたとしても非常に成形時間がかか
るという欠点があった。
【0010】このため、現像ロールRに適度な導電性を
付与するには、エラストマー層Bの外周に導電性を有す
る金属皮膜Cなどを設けることが行われるが、ゴムやシ
リコンゴムなどのエラストマー層Bと金属皮膜などの外
層Cとの接着処理の難易度が高く、層間の接着性に不安
定性が残る欠点があった。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上記問題点
に鑑み、画像に地肌汚れや画像濃度のムラ、黒筋などの
無い、また感光体などの静電潜像担持体等を汚染しな
い、現像ロールとしての要求性能を十分発揮し、安価に
かつ成形性良く製造することのできる事務機器用現像ロ
ールを提供することを目的としてなされたものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明の事務機
器用現像ロールは、シャフトと該シャフトの周囲に設け
られたロール本体とからなり、該ロール本体は導電性を
付与したポリオールとポリイソシアネートを主原料とす
る、アスカー硬度Cが10〜70°、導電性能が108 〜105
Ωcmであるポリウレタン樹脂発泡体よりなるロール成形
体表面に、非磁性−成分トナーに対し、摩擦帯電付与性
能を有する導電性塗料をコートしてなることを特徴とす
るものである。
【0013】
【作用】この発明における事務機器用現像ロール1は、
シャフトと表面に導電性塗料をコートしてなるロール本
体からなり、このロール本体はポリオールとポリイソシ
アネートを主原料として生成され、アスカー硬度Cが10
〜70°、カーボン等で導電性を付与されたポリウレタン
樹脂発泡体より構成されており、形状は図1に示すよう
に、シャフト2の周囲に、表層が微細フォーム層で内層
が表層より粗い層である一体化構造を有するポリウレタ
ン樹脂発泡体よりなるロール本体1表面に導電性塗料よ
りなるコート層3を設けて構成される。
【0014】上記においてポリウレタン樹脂発泡体より
なるロール本体1はアスカー硬度Cが10°未満になると
軟かすぎて圧縮永久歪が大となり使用に耐えない現象が
生じる。反対に70°以上の場合は硬すぎて感光ドラムを
傷つけたりシャフト軸の軸受けの摩耗現象を生ずるので
好ましくない。
【0015】次にこのポリウレタン樹脂発泡体のロール
本体の製造方法について説明する。ポリオール成分とし
ては平均分子量が1000〜10000 好ましくは2000〜7000の
範囲で末端の1級アルコール基濃度が80%以上のボリオ
キシアルキレンポリオールで、その平均官能基数2〜
3、好ましくは2.8 〜3.2 のポリオール(A)と、同じ
く平均官能基数が2〜3、好ましくは1.8 〜2.2 のポリ
オール(B)とをA/B=100/0 〜70/30 の範囲である
混合ポリオールを使用し、該ポリオール成分にアミン
系、有機錫系などの触媒を少量添加し、ポリウレタン製
造において一般的に用いられるポリイソシアネートと反
応させる。
【0016】ポリイソシアネートとしては例えば、トリ
レンジイソシアネート(TDI) 、ジフェニルメタンジイソ
シアネート(MDI) 、MDI プレポリマー、カルボジイミド
変性MDI などを使用することができる。ポリオールに対
するポリイソシアネートの使用量はイソシアネートイン
デックス( イソシアネート基と反応するOH基を持つ原料
成分の合計当量100 に対するポリイソシアネートの当
量) として100 〜130 の範囲、好ましくは105 〜115 の
範囲とするのが適当である。また鎖延長剤としてエチレ
ングリコール、1 ・4- ブタンジオール、1 ・6-ヘキサ
ンジオールなどを必要に応じて使用しても良い。
【0017】これらの原料からポリウレタン発泡体を生
成させるには、高分子量ポリオールに鎖延長剤、触媒、
発泡剤、その他の助剤を必要量添加、混合して一成分と
し、これにポリイソシアネート成分を撹拌、混合、ある
いは衝突混合させて反応硬化させるワンショット法があ
げられるが、プレポリマー法を用いても良い。また加
温、加熱によるアフターキュアーは実施することが好ま
しい。
【0018】触媒としては、アミン化合物、有機錫化合
物が代表的であり、アミン化合物としてトリエチレンジ
アミン、N−メチルモルホリン、N−エチルモルホリ
ン、N−メチル−ジエタノールアミン、N−エチル−ジ
エタノールアミンを用いることができる。その配合量は
ポリオール成分100 重量部に対して0.01〜1.5 重量部の
範囲が好ましい。
【0019】また有機錫化合物としては、ジブチル錫ジ
ラウレート、ジブチル錫ジアセテートなどが使用でき
る。その配合量はポリオール成分100 重量部に対して0.
001 〜0.05重量部の範囲が最も良く、ジブチル錫ジラウ
レートが代表的にあげられる触媒である。
【0020】導電性付与剤としては、カーボンブラック
や炭素繊維、グラファイト粒子等があり、ポリオール10
0 重量部に対して0.5 〜10重量部の範囲で用いることが
望ましい。
【0021】表層3に用いる部材としては、スパッタリ
ングなどによるアルミ等の金属被膜あるいは導電性ウレ
タン樹脂の被膜、導電性シリコン樹脂被膜、さらには導
電性樹脂被膜の中に例えば、公知のアミノシラン化合
物、アミノアクリルシラン化合物を分散せしめた導電性
被膜などが代表的にあげられる。より効率的にトナーに
帯電付与させるため、少量の帯電付与剤、例えば染料、
顔料、荷電制御剤等を含有させても良い。
【0022】
【実施例】
実施例1〜6 表1に示した配合処方に従って、まずポリオール100gを
紙コップ内に秤量し、これに所定量の鎖延長剤、触媒お
よび発泡剤を加え、プロペラ式撹拌機により約15秒撹拌
した。この均一混合液に所定量のポリイソシアネートを
加えて約15秒間撹拌混合して反応を開始させた。
【0023】次いでシャフトをインサートし内面にフッ
素系離型剤を塗布して40℃に加温した金属製の285 ×1
7.9mmφのモールドに前記攪拌混合物を注いだ後、蓋締
めしクランプで固定した。これを40℃のオーブン中で約
5分間加温したのち脱型し、得られた成形ロール1を10
0 ℃×12時間アフターキュアーし、さらに表面を塩素系
溶剤にて洗浄した。洗浄したロール1表面に表層3を形
成する樹脂塗料をコートし乾燥させ本発明のロールを得
た。得られたロールのアスカー硬度C、感光ドラム汚染
性、電気抵抗及びロールの重さを試験測定したところ表
1下欄に示した結果となった。
【0024】次に、表1に示した実施例1〜3の成形ロ
ール1表面に、表層3を形成する樹脂塗料として、大日
精化社製「セイカセブン」CA-51 100phr、ニグロシンベ
ースEx 3phr からなる塗料をコートし現像ロール1表面
上のトナー表面電位を測定したところ、実施例1相当の
ものは−38V 、実施例2相当のものは−39V 、実施例3
相当のものは−40V であった。なお、評価用トナーは、
スチレンアクリル樹脂100phr、カーボン10phr 、粒径10
μm のCr含金属染料2phrの配合のものを使用した。
【0025】
【表1】
【0026】なお、表1において *1 三洋化成工業(株)製 ケッチンブラック EC 1.8p
hr入り (FA-912K) *2 三洋化成工業(株)製 ケッチンブラック EC 1.8p
hr入り (FA-703K) *3 三洋化成工業(株)製 ケッチンブラック EC 1.8p
hr入り (FA-909K) *4 日曹油化工業(株)製 *5 活材ケミカル(株)製 MINCO-L1020 アミン系触媒 *6 ダイキン工業(株)製 *7 日本ポリウレタン工業(株)製 コロネートC-1040 を示す。
【0027】比較例1 ニッポランN-4032 を5mmHg の減圧下に70℃で3時間、
脱水乾燥させた後、このポリオール100 重量部に対し
て、TDI-80を14重量部加え(NCO/OH モル比2.0)、ガラス
製フラスコ内で窒素雰囲気下に80℃で4時間反応させ
て、プレポリマーを得た。このプレポリマーのイソシア
ネ−ト量は3.58%、100 ℃における粘度は3900cps であ
った。前記ポリオール100 重量部に対して、ケッチエン
ブラック1重量部を加え、引き続き撹拌したところ、プ
レポリマーの粘度は100 ℃で10000 cps に達した。更
に、フラスコ内を減圧にして、プレポリマーを十分に脱
泡した後、これに十分に脱水した前記ポリオール100 重
量部を更に加えて、2〜3分間激しく撹拌混合し、110
℃に加熱した金型に注型し2時間硬化させた後、110 ℃
24h 、2次架橋させてロールを得た。但し、本比較例に
おいては、プレポリマーが高粘度であるため、金型内に
十分流れなかった。
【0028】比較例2 ジエチレングリコールとトリメチロールプロパンとアジ
ピン酸との縮重合エステルである低分岐ポリオール(日
本ポリウレタン工業株式会社製 ニッポラン N-4032 平
均官能基数2.15 水酸基価60) からなる低分岐ポリオー
ル10重量部を40℃に加熱し、これにケッチェンブラック
1重量部を加え、混合機で予備混合した後、室温で2日
間養生し、更に、この混合物を70〜80℃に加熱して、ペ
イントロールにて混練して、ケッチエンブラックをポリ
オール中に分散させた。次いで、このポリオール組成物
を140 ℃に加熱し、10〜20mmHgの減圧下に12時間脱水乾
燥させた。このポリオール100 重量部に対して、TDI-80
を14重量部加え(NCO/OH モル比2.0 ) 、ガラス製フラス
コ内で窒素雰囲気下に80℃で4時間反応させて、プレポ
リマーを得た。このプレポリマーの100 ℃における粘度
は13000cps であった。このプレポリマーを十分に脱泡
した後、これに十分に脱水したポリエステルポリオール
100 重量部加えて、2〜3分間激しく撹拌混合し、実施
例1と同様にしてロールを得た。但し、本比較例におい
ては、プレポリマーが高粘度であるため、金型内に十分
流れなかった。
【0029】比較例3 比較例1と同じ低分岐ポリオール100 重量部を70℃で3
時間、減圧乾燥した後、これにTDI-80を14重量部(NCO/O
H 当量比2.0)を加え、窒素雰囲気中で80℃で4時間反応
させてプレポリマーを得た。このプレポリマーにおける
イソシアネート基量は3.55%であり、その粘度は100 ℃
で3930cps であった。このプレポリマーを100 ℃で1時
間減圧脱泡した後、これに比較例1で得たポリオール組
成物を100 重量部加え、2〜3分間激しく撹拌混合し
て、粘度の非常に高い混合物を得た。これを実施例1と
同様に金型に注型して、ロールを得た。
【0030】比較例4 比較例1と同様にして、ケッチエンブラックをポリオー
ル100 重量部に対して1重量部混合し、次いで、上記ポ
リオール100 重量部に対して、4,4'- ジフエニルメタン
ジイソシアネート(MDI)10.0 重量部を上記ポリオールと
ケッチエンブラックとからなる組成物を加え、実施例1
と同様にして、110 ℃の金型に注型した。しかし、2時
間後及び4時間後のいずれにおいても、完全に硬化せ
ず、脱型が困難であったので、26時間後に型から取出し
た。2次架橋は行なわなかった。以上のようにして得ら
れたそれぞれのロールの硬さ及び体積固有抵抗を表2に
示す。
【0031】
【表2】
【0032】
【発明の効果】この発明の事務機器用現像ロールは、表
面に導電性表層3を設けたウレタン樹脂発泡体1からな
るので非常に軽量であり、従来のエラストマーよりなる
ロールに比較して2〜3割の軽量化が可能となった。ま
た、ロールの実質硬度が発泡倍率体により調整されてい
るから硬度のばらつきが少なく、ロール押圧力がより均
一化され、この結果画像の乱れや黒ずみがなく現像機部
分での感光ドラムを汚染することなく、鮮明な複写像を
得ることが可能となるのである。また、この発明の事務
機器用現像ロールは、従来のエラストマーを用いたロー
ルに比べ成形時間の短縮がはかられ、生産効率が向上す
る効果も有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例の斜視図である。
【図2】非磁性−成分トナーを用いる現像方式の説明図
である。
【図3】従来の現像ロールの斜視図である。
【符号の説明】
1:表層が微細フォーム層で内層粗いフォーム層である
発泡体 2:シャフト 3:摩擦帯電機能をもつ皮膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シャフトと該シャフトの周囲に設けられ
    たロール本体とからなり、該ロール本体は導電性を付与
    したポリオールとポリイソシアネートを主原料とする、
    アスカー硬度Cが10〜70°、導電性能が108 〜105 Ωcm
    であるポリウレタン樹脂発泡体よりなるロール成形体表
    面に、非磁性−成分トナーに対し、摩擦帯電付与性能を
    有する導電性塗料をコートしてなることを特徴とする事
    務機器用現像ロール。
JP4189935A 1991-10-15 1992-06-23 事務機器用現像ロール Pending JPH05188774A (ja)

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JP4189935A JPH05188774A (ja) 1991-10-15 1992-06-23 事務機器用現像ロール

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JP3-296371 1991-10-15
JP29637191 1991-10-15
JP4189935A JPH05188774A (ja) 1991-10-15 1992-06-23 事務機器用現像ロール

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0892320A2 (en) * 1997-07-17 1999-01-20 Tokai Rubber Industries, Ltd. Toner supply roll including porous cylindrical polyurethane sponge structure having skin layer having openings and alternate protrusions an recesses, and method of producing the same
US5867755A (en) * 1995-12-05 1999-02-02 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Electrophotographic type image forming device and developing roller for use in the device
JP2007316524A (ja) * 2006-05-29 2007-12-06 Canon Inc 現像ローラ、その製造方法、電子写真プロセスカートリッジおよび電子写真画像形成装置

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