KR101644202B1 - 대전 롤러 - Google Patents

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Abstract

보다 간단하게 제작되고, 적은 도전제량으로 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러를 제공한다. 샤프트(1)와, 샤프트(1)의 외주에 형성된 탄성층(2)과, 탄성층(2)의 외주면에 형성된 표층(3)을 구비하는 대전 롤러(10, 20)에 있어서, 탄성층(2)이, 인산 에스테르기를 갖는 자외선 경화형 수지로 형성되어 이루어지는 대전 롤러(10, 20)이다. 자외선 경화형 수지가, 하기 화학식 1,
<화학식 1>
Figure 112011020338620-pct00041

[화학식 1 중, R1은 하기 화학식 2,
<화학식 2>
Figure 112011020338620-pct00042

(화학식 2 중, m은 1 내지 10의 정수를 나타냄)이며, R2는 하기 화학식 3 내지 화학식 9,
<화학식 3>
Figure 112011020338620-pct00043

<화학식 4>
Figure 112011020338620-pct00044

<화학식 5>
Figure 112011020338620-pct00045

<화학식 6>
Figure 112011020338620-pct00046

<화학식 7>
Figure 112011020338620-pct00047

<화학식 8>
Figure 112011020338620-pct00048

<화학식 9>
Figure 112011020338620-pct00049

중 어느 하나이며, R3는 하기 화학식 10 내지 화학식 12,
<화학식 10>
Figure 112011020338620-pct00050

<화학식 11>
Figure 112011020338620-pct00051

<화학식 12>
Figure 112011020338620-pct00052

(화학식 10 내지 화학식 12 중, r, s 및 t는 10 내지 150의 정수를 나타냄) 중 어느 하나이며, n은 1 내지 10의 정수를 나타냄]로 표시되는 화합물로 이루어지는 것이 바람직하다.

Description

대전 롤러 {ELECTRIFYING ROLLER}
본 발명은 대전 롤러(이하, 간단히 「롤러」라고도 칭함)에 관한 것으로, 상세하게는 보다 간단하게 제작되고, 적은 도전제량으로 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러에 관한 것이다.
일반적으로, 복사기나 프린터, 팩시밀리 등의 전자 사진 방식을 사용한 화상 형성 장치에 있어서는, 화상 형성의 각 공정에서, 전사 롤러, 현상 롤러, 토너 공급 롤러, 대전 롤러, 클리닝 롤러, 중간 전사 롤러, 벨트 구동 롤러 등의, 도전성을 부여한 롤러가 사용되고 있다.
이러한 도전성 롤러로서, 금속 혹은 수지로 이루어지는 도전 샤프트에, 발포 혹은 비발포 고무로 이루어지는 탄성층을 설치하고, 그 위에 1층 이상의 스킨층을 설치하여 형성되는 대전 롤러 등이 알려져 있다. 특히, 유기 감광체(OPC)가 균일하게 대전되기 위해, 대전 롤러의 탄성층에는, 감광체와의 접촉면을 균일하게 유지하기 위한 적당한 저경도 및 저압축 영구 왜곡이 필요하며, 그 때문에, 탄성층의 재료로서 종래부터 고무, 엘라스토머, 발포 우레탄 등이 사용되고 있다(하기 특허문헌 1 내지 3). 또한, 종래부터 대전 롤러에는, 필요한 저항을 확보하기 위해, 카본 블랙이나 이온 도전제 등의 도전제가 사용되고 있다.
한편, 도전성 롤러의 탄성층으로서, 자외선 경화형 수지를 사용하는 것이 알려져 있으며, 자외선 경화 수지를 사용하여 제작된 각종 도전성 롤러에 있어서도 이온 도전제가 사용되고 있다.
그러나, 이온 도전제는, 체적 고유 저항의 환경 의존성이 크고, 또한 다량의 사용에 의해 배어나오는 일이 있다.
따라서, 환경 변동이 작은 도전제의 사용이 검토되어, 하기 특허문헌 4에는, 탄성층이 우레탄아크릴레이트올리고머, 광중합 개시제 및 리튬염을 포함하는 탄성층용 원료를 자외선 조사에 의해 경화시킨 자외선 경화형 수지로 이루어지는 도전성 롤러가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 평9-325563호 공보 일본 특허 공개 제2007-163574호 공보 일본 특허 공개 제2007-121445호 공보 일본 특허 공개 제2007-206443호 공보
그러나, 특허문헌 4에 기재된 방법은, 환경 변동이 작은 도전제를 사용하고 있기 때문에 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러를 제공할 수는 있지만, 도전제의 배합을 필수로 하고 있기 때문에, 비용면이나 도전 특성 면에서 개량의 여지가 있다.
또한, 특허문헌 1 내지 3에 기재된 종래의 도전성 롤러는, 탄성층이 발포 고무 또는 비발포 고무에 의해 형성되어 있기 때문에, 공정으로서, 형 결합 공정, 예열 공정, 주조 공정, 가열 경화 공정, 냉각 공정, 또한 솔리드층(저항 조정층 등) 제작 공정이 필요한데, 특히 건조 공정에서 오랜 시간이 필요하여, 그의 개량이 요망되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제를 해소하여, 보다 간단하게 제작되고, 적은 도전제량으로 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러를 제공하는 것에 있다.
본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토한 결과, 탄성층을 특정한 자외선 경화형 수지로 형성함으로써, 보다 간단하게 제작되고, 적은 도전제량으로 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러가 얻어지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명의 대전 롤러는, 샤프트와, 상기 샤프트의 외주에 형성된 탄성층과, 상기 탄성층의 외주면에 형성된 표층을 구비하는 대전 롤러에 있어서,
상기 탄성층이, 인산 에스테르기를 갖는 자외선 경화형 수지로 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 대전 롤러에 있어서는, 상기 자외선 경화형 수지가, 하기 화학식 1,
<화학식 1>
Figure 112011020338620-pct00001
[화학식 1 중, R1은 하기 화학식 2,
<화학식 2>
Figure 112011020338620-pct00002
(화학식 2 중, m은 1 내지 10의 정수를 나타냄)이며, R2는 하기 화학식 3 내지 화학식 9,
<화학식 3>
Figure 112011020338620-pct00003
<화학식 4>
Figure 112011020338620-pct00004
<화학식 5>
Figure 112011020338620-pct00005
<화학식 6>
Figure 112011020338620-pct00006
<화학식 7>
Figure 112011020338620-pct00007
<화학식 8>
Figure 112011020338620-pct00008
<화학식 9>
Figure 112011020338620-pct00009
중 어느 하나이며, R3는 하기 화학식 10 내지 화학식 12,
<화학식 10>
Figure 112011020338620-pct00010
<화학식 11>
Figure 112011020338620-pct00011
<화학식 12>
Figure 112011020338620-pct00012
(화학식 10 내지 화학식 12 중, r, s 및 t는 10 내지 150의 정수를 나타냄) 중 어느 하나이며, n은 1 내지 10의 정수를 나타냄]로 표시되는 화합물로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 탄성층의 체적 고유 저항이 1×104 내지 1×108Ω·cm인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 대전 롤러에 있어서는, 상기 탄성층의 두께가 0.9 내지 1.3mm인 것이 바람직하고, 상기 샤프트가 금속제의 중공 원통체 또는 중실 원기둥체인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 보다 간단하게 제작되고, 적은 도전제량으로 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러를 제공하는 것이 가능하게 되었다.
도 1은 본 발명의 적합한 실시 형태에 관한 대전 롤러의 일례를 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 적합한 실시 형태에 관한 대전 롤러의 다른 일례를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 적합한 실시 형태에 관한 대전 롤러의 일례를 도시하는 도면이다. 본 발명의 대전 롤러(10)는, 샤프트(1)와, 상기 샤프트(1)의 외주에 형성된 탄성층(2)과, 상기 탄성층(2)의 외주면에 형성된 표층(3)을 구비하는 것이다.
또한, 본 발명에 있어서는, 탄성층(2)이 인산 에스테르기를 갖는 자외선 경화형 수지로 형성되어 이루어지는 것이 중요하다. 이러한 자외선 경화형 수지를 탄성층(2)에 사용함으로써, 경화를 단시간에 행할 수 있어, 건조 공정에 걸리는 시간 및 열에너지를 줄일 수 있다. 또한, 이온 도전제를 사용하지 않거나 혹은 그의 사용량을 매우 적게 할 수 있기 때문에, 이온 도전제의 블리드를 방지할 수 있고, 또한 재료의 비용을 저감할 수 있다. 그 결과, 보다 간단하게 제작되고, 적은 도전제량으로 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러(10)를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서는, 이온 도전제를 사용하지 않는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 자외선 경화형 수지로서는, 인산 에스테르기를 갖고, 본 발명의 소기의 효과를 얻을 수 있으면 한정되지 않지만, 하기 화학식 1,
<화학식 1>
Figure 112011020338620-pct00013
[화학식 1 중, R1은 하기 화학식 2,
<화학식 2>
Figure 112011020338620-pct00014
(화학식 2 중, m은 1 내지 10의 정수를 나타냄)이며, R2는 하기 화학식 3 내지 화학식 9,
<화학식 3>
Figure 112011020338620-pct00015
<화학식 4>
Figure 112011020338620-pct00016
<화학식 5>
Figure 112011020338620-pct00017
<화학식 6>
Figure 112011020338620-pct00018
<화학식 7>
Figure 112011020338620-pct00019
<화학식 8>
Figure 112011020338620-pct00020
<화학식 9>
Figure 112011020338620-pct00021
중 어느 하나이며, R3는 하기 화학식 10 내지 화학식 12,
<화학식 10>
Figure 112011020338620-pct00022
<화학식 11>
Figure 112011020338620-pct00023
<화학식 12>
Figure 112011020338620-pct00024
(화학식 10 내지 화학식 12 중, r, s 및 t는 10 내지 150의 정수를 나타냄) 중 어느 하나이며, n은 1 내지 10의 정수를 나타냄]로 표시되는 화합물로 이루어지는 것이 바람직하고, 특히 올리고머인 것이 바람직하다.
상기 자외선 경화형 수지는 1종 단독이어도 좋고, 혹은 분자쇄가 상이한 것을 2종 이상 혼합하여 사용해도 좋다. 상기 화합물에는, 후술하는 도전제를 매우 적은 양으로 배합하는 것 외에, 필요에 따라 반응성 희석제를 포함시킬 수 있다. 상기 화합물에는, 광중합 개시제, 광중합 촉진제를 포함시키는 것이 바람직하다. 그 외, 필요에 따라 공지의 첨가제를 포함해도 좋다.
또한, 본 발명에 있어서, 탄성층(2)의 자외선 경화형 수지에 첨가할 수 있는 도전제로서는 적당한 것이 채용될 수 있지만, 카본계 도전제로서는, 케첸 블랙이나 아세틸렌 블랙이, 고무용 카본 블랙으로서는, SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, FT, MT 등이 사용되는 것 외에, 산화 카본 블랙 등의 잉크용 카본 블랙, 열분해 카본 블랙, 그래파이트 등도 사용할 수 있다.
또한, 도전제로서 고분자 이온 도전제를 첨가할 수 있는데, 이러한 고분자 이온 도전제로서는, 예를 들어 일본 특허 공개 평9-227717호 공보, 일본 특허 공개 평10-120924호 공보 및 일본 특허 공개 제2000-327922호 공보에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.
구체적으로는, (A) 유기 중합체 재료, (B) 이온 도전 가능한 중합체 또는 공중합체 및 (C) 무기 또는 저분자량 유기염으로 이루어지는 혼합물을 들 수 있고, 여기서, 성분 (A)는 폴리아크릴산에스테르, 폴리메타크릴산에스테르, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐알코올, 폴리비닐아세테이트, 폴리아미드, 폴리우레탄 또는 폴리에스테르이며, 성분 (B)는 올리고에톡시화 아크릴레이트 혹은 메타크릴레이트, 방향족 환에 대하여 올리고에톡시화된 스티렌, 폴리에테르우레탄, 폴리에테르요소, 폴리에테르아미드, 폴리에테르에스테르아미드 또는 폴리에테르에스테르이며, 또한 성분 (C)는 무기 또는 저분자량 유기 프로톤산의 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 아연 또는 암모늄염이며, 바람직하게는 LiClO4, LiCF3SO3, NaClO4, LiBF4, NaBF4, KBF4, NaCF4SO3, KClO4, KPF6, KCF3SO3, KC4F9SO3, Ca(ClO4)2, Ca(PF6)2, Mg(ClO4)2, Mg(CF3SO3)2, Zn(ClO4)2, Zn(PF6)2 또는 Ca(CF3SO3)2 등이다.
본 발명에 있어서, 상기 탄성층(2)을 형성하는 방법은, 특별히 제한되는 것은 아니나, 통상은 상기 자외선 경화형 수지 성분 및 도전제 등을 분산 또는 용해한 도료 용액을 제조하고, 이 도료 용액을 디핑법, 스프레이법, 롤 코터법, 다이 코트법 등에 의해 상기 샤프트(1) 상에 도포하여 건조 고화시키는 방법이 채용되며, 특히 디핑법이 바람직하게 사용된다. 샤프트(1)에 직접 자외선형 경화 수지를 도포함으로써, 제조 공정의 간략화가 가능하게 된다.
본 발명의 대전 롤러(10)는, 탄성층(2)의 체적 고유 저항이 1×104 내지 1×108Ω·cm인 것이 바람직하다. 이러한 범위로 함으로써 보다 양호한 도전 특성을 갖는 대전 롤러를 얻을 수 있고, 상기 대전 롤러를 화상 형성 장치에 사용함으로써 보다 양호한 화상을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 대전 롤러(10)는, 탄성층(2)의 두께가 0.9 내지 1.3mm인 것이 바람직하다. 탄성층(2)의 두께를 이러한 범위로 함으로써, 스파크 방전을 방지할 수 있다. 탄성층(2)의 두께가 0.9mm 미만이면, 특히 중미 등으로 대표되는 고온 저습 지역에 있어서 코어 바아(샤프트)로부터 감광체에 스파크 방전이 발생할 우려가 있어, 바람직하지 않다. 한편, 탄성층(2)의 두께가 1.3mm를 초과하면, 디핑 도포 시에 있어서의 외경의 제어가 현저하게 곤란해져, 좌우차가 발생하기 쉬워지기 때문에, 바람직하지 않다. 또한, 롤러의 외경 좌우차가 지나치게 크면, 대전 롤러의 감광체에 대한 밀착성이 균일하지 않게 되고, 특히 외경이 가는 측에 있어서, 감광체에 대한 밀착이 충분하지 않게 되어 대전 능력을 충분히 발휘할 수 없어, 화상 평가에서 흑색 누락의 문제를 발생시킬 우려가 있다.
본 발명에 있어서, 샤프트(1)로서는, 금속제 혹은 플라스틱제이고, 중공 원통체 또는 중실 원기둥체의 것을 사용할 수 있지만, 바람직하게는 금속제의 중공 원통체 또는 중실 원기둥체이며, 보다 바람직하게는 금속제의 중공 원통체이다. 이에 의해, 더욱 비용을 내릴 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 표층(3)을 형성하는 수지로서는, 통상 대전 롤러에 사용되는 수지를 사용할 수 있고, 예를 들어 후술하는 자외선 경화 수지 및 열경화형 수지 등을 들 수 있다.
표층(3)에 사용할 수 있는 자외선 경화형 수지로서는, 폴리에스테르 수지, 폴리에테르 수지, 불소 수지, 에폭시 수지, 아미노 수지, 폴리아미드 수지, 아크릴 수지, 아크릴우레탄 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 페놀 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 실리콘 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 비닐에테르계 수지, 비닐에스테르계 수지 및 이들 수지에 특정한 관능기를 도입한 변성 수지 등을 들 수 있고, 이들 수지는 1종 단독이어도 좋고, 2종 이상을 혼합하여 사용해도 좋다. 상기 화합물에는, 매우 적은 양의 상기 도전제, 필요에 따라 반응성 희석제 등을 포함시킬 수 있다. 상기 화합물에는, 광중합 개시제, 광중합 촉진제를 포함시키는 것이 바람직하다. 그 외, 필요에 따라 공지의 첨가제를 포함하여도 좋다.
본 발명에 있어서, 상기 표층(3)에 사용할 수 있는 열경화형 수지로서는, 대전 부재의 표층을 형성하는 경우에 사용되는 공지의 고무나 수지를 사용할 수 있고, 특별히 제한되는 것은 아니나, 우레탄 변성 아크릴 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지, 폴리아미드 수지 및 불소 수지 등이 예시되며, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서 대전 롤러 표면의 내토너부착성을 부여할 수 있다는 관점에서, 불소 수지가 바람직하게 사용된다.
이 불소 수지로서 구체적으로는, 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로알킬비닐에테르 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-비닐리덴플루오라이드 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐플루오라이드 등이 예시된다.
또한, 이 표층(3)을 형성하는 수지 중에는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 매우 적은 양의 도전제를 첨가하여 표층의 도전성(전기 저항)을 부여 또는 조정할 수 있다. 이 경우, 도전제로서는, 특별히 제한은 없고, 각종 전자 도전제나 각종 이온 도전제를 사용할 수 있지만, 본 발명에서는 특히 카본을 사용하는 것이 바람직하다.
도전제의 첨가량은, 원하는 저항이 얻어지도록 적절히 조정할 수 있다. 이 경우, 표층(3)의 체적 고유 저항은 1×104 내지 1×1012Ω·cm, 특히 1×106 내지 1×108Ω·cm로 하는 것이 바람직하고, 이러한 체적 고유 저항을 달성하도록 도전제의 첨가량을 조정할 수 있는데, 도전제로서 카본을 사용한 경우의 첨가량은, 통상 기재 수지에 대하여 1 내지 100phr, 특히 10 내지 70phr 정도로 된다.
또한, 이 표층(3)을 형성하는 수지 조성물에는, 가교제, 증점제, 틱소트로피성 부여제, 구조 점성 부여제 등의 첨가제를 필요에 따라 첨가할 수 있다.
상기 표층(3)을 형성하는 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 통상은 상기 수지 성분 및 도전제 등 분산 또는 용해한 도료 용액을 조정하여, 이 도료 용액을 디핑법, 스프레이법, 롤 코터법 등에 의해 도포한 후 열경화시키거나 하는 방법이 일반적이다. 또한, 상기 도료 용액을 제조하기 위한 용매로서는, 수지 조성물을 구성하는 기재 수지의 종류 등에 따라 적절히 선정하면 되고, 예를 들어 기재 수지로서 불소 수지를 사용하는 경우에는, 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 톨루엔, 크실렌 등이 적절하게 사용된다.
또한, 표층(3)의 두께는 대전 롤러(10)의 형태 등에 따라서 설정되고, 특별히 제한되는 것은 아니나 통상 1 내지 30㎛, 특히 1 내지 20㎛로 할 수 있고, 1㎛ 미만이면 롤러의 내구성이 떨어지는 경우가 있고, 한편 20㎛를 초과하면 대전 특성에 악영향을 주거나, 표면에 주름을 발생시키거나 하는 등, 양호한 표면성을 얻지 못하는 경우가 있다.
도 2는 본 발명의 적합한 실시 형태에 관한 대전 롤러의 다른 일례를 도시하는 도면이다. 감광 드럼에 가압될 때 길이 방향으로 균일한 접촉면을 형성하는 것이 중요하기 때문에, 대전 롤러(20)는, 길이 방향 중앙부가 단부보다 직경이 큰 크라운 형상을 갖고 있다.
롤러 길이 방향 단면에 있어서, 길이 방향 중앙이 단부보다 돌출되고, 그 돌출의 정도를 나타내는 크라운량으로서는 50 내지 300㎛로 하는 것이 바람직하고, 이와 같이 함으로써, 통상의 화상을 한층 양호한 것으로 할 수 있다. 크라운량을 50㎛ 미만으로 한 경우에는, 롤러 길이 방향 중앙부의 접촉압이 낮아지고, 한편 이를 300㎛를 초과하는 것으로 한 경우에는, 롤러 길이 방향 중앙부가 너무 강하게 접촉되어, 어떤 경우든 대전량의 불균일을 초래할 우려가 있다. 또한, 본 발명에 있어서의 대전 롤러의 크라운량의 측정은, 미쯔토요(주)제 고정밀도 레이저 측정기 LSM-430v를 사용하여 행했다. 본 측정기에 의해, 롤러 중앙부 및 중앙부로부터 단부를 향하는 90mm의 위치에서의 외경을 측정하여, 중앙부의 외경과 양단부 방향으로 각 90mm의 위치에서의 외경의 평균값의 차를 롤러 크라운량으로 한다. 예를 들어 롤러 길이 250mm의 대전 롤러에 있어서는, 한쪽의 단부로부터 35mm, 125mm, 215mm의 3점에서의 외경을 측정한다. 그 때, 한쪽의 단부로부터 35mm 위치에서의 외경을 A(mm), 125mm 위치에서의 외경을 B(mm), 215mm 위치에 있어서의 외경을 C(mm)로 하면, 크라운량(㎛)은 하기 수학식 1,
Figure 112011020338620-pct00025
로 구할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 대전 롤러(10, 20)는, 편차(막 두께 정밀도)를 롤러 길이 방향 전체 영역에 있어서, 70㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 대전 롤러(10, 20)와 감광체는 접촉하면서 회전하고 있지만, 대전 롤러(10, 20)의 편차가 큰 경우에는, 대전 롤러(10, 20)와 감광체 사이에 공극이 발생한다. 또한, 그 공극 거리도 다양하게 되어 버린다. 이 경우, 감광체 상에 잔류하고 있는 토너 입자 및 외첨제가 그 공극에 침입하기 쉬워져, 대전 롤러(10, 20)에 얼룩이 되어 부착된다. 따라서, 롤러 표면은, 얼룩으로 오염되는 결과로 되어, 화상 불량의 원인이 되어 버린다. 또한, 본 발명에 있어서의 대전 롤러(10, 20)의 편차의 측정은, 미쯔토요(주)제 고정밀도 레이저 측정기 LSM-430v를 사용하여 행했다. 본 측정기에 의해, 외경을 롤러 길이 방향 각 5점에 대하여 측정하고, 각 점에 대하여 측정한 외경의 최댓값과 최솟값의 차의 평균값을 편차로 했다.
대전 롤러(10, 20)의 제조 방법은, 인산 에스테르기를 갖는 자외선 경화형 수지를 배합한 도료를 샤프트(1)에 도포하고, 자외선(UV)을 조사하여, 탄성층(2)을 형성한다. 계속해서, 탄성층(2) 상에 표층(3)의 도료 용액을 도포한 후, 열경화 또는 자외선(UV) 등을 조사한다. 또한, 표층에 열경화형 수지의 수계 도료를 사용한 경우에는, 이때의 경화 온도는, 예를 들어 용제의 비점 이상의 온도로서, 약 105℃ 이상으로 할 수 있다. 탄성층을 자외선 경화형 수지로 형성함으로써, 대전 롤러의 제작 공정 및 제작 시간을 간략화할 수 있다.
또한, 본 발명에 있어서, 자외선 경화형 수지를 경화시키기 위한 자외선(UV)의 조사량 및 적산 광량은, 충분히 자외선 경화형 수지를 경화할 수 있다면 한정되지 않지만, 예를 들어 UV 조사 강도 100 내지 700W/㎠로 적산 광량이 200 내지 3000mJ/㎠로 되도록 조사한다.
실시예
이하, 본 발명을, 실시예를 사용하여 보다 상세하게 설명한다.
(실시예 1, 비교예 1 및 2)
중공 원통체 형상의 금속 샤프트 부재(1)(재질: 알루미늄 A6063, 길이: 230mm, 두께: 0.7mm, 외경: φ18mm)의 표면에, 하기 표 1에 나타내는 배합 처방의 도공액을 다이 코터에 의해 도포하고, UV 조사 강도 1500W/㎠로 5초 조사하여, 자외선 경화형 수지로 이루어지는 두께 1mm의 탄성층을 얻었다. 얻어진 자외선 경화형 수지로 이루어지는 탄성층의 체적 고유 저항(Ω·cm)을 측정했다. 또한, 표 1 중의 올리고머 A 내지 C는 동일한 골격을 갖는 것이며, 인산 에스테르기의 유무만이 상이한 구조의 것이다.
<체적 고유 저항의 측정>
온도 23℃, 상대 습도 50%에서, 측정 장치로서, 하이레스타 UP(미쯔비시 가가꾸사제)에 UR 프로브를 접속한 것을 사용하여, 측정 전압 250V에 있어서의 체적 고유 저항(Ω·cm)을 측정했다.
또한, 얻어진 자외선 경화형 수지로 이루어지는 탄성층의 외측에, 하기 표 2에 나타내는 배합 처방의 도료 용액을 디핑법에 의해 도포하여 두께 7㎛의 수지 표층을 형성하여, 도 1에 도시하는 대전 롤러를 얻었다.
<화상의 평가>
얻어진 대전 롤러를 시판되고 있는 화상 형성 장치에 설치하여, 화상을 평가했다. 결과를 표 1에 병기한다. 또한, 화상 평가의 평가 기준은 각각 이하에 나타낸 바와 같다.
<평가 기준>
양호: 농도 불균일, 흑색 누락 없음(전사 잔류 없음)
불량: 농도 불균일 있고, 흑색 누락 4개소 이상
* 농도 불균일 및 흑색 누락은, 롤러 저항값이 낮을수록 발생하기 어려운 문제이다.
Figure 112011020338620-pct00026
※1) 우레탄올리고머 A, 2관능 아크릴우레탄올리고머이며 인산 에스테르기 있음
※2) 우레탄올리고머 B, 2관능 아크릴우레탄올리고머이며 인산 에스테르기 없음
※3) 우레탄올리고머 C, 2관능 아크릴우레탄올리고머이며 인산 에스테르기 없음(아민기 도입)
※4) 상품명: MTG-A, 교에샤 가가꾸 가부시끼가이샤제
※5) 상품명: 이르가큐어(IRGACURE) 184, 시바 스페셜티 케미컬즈사제
Figure 112011020338620-pct00027
※6) 누레이트 변성 HDI(헥사메틸렌디이소시아네이트)
실시예 1의 대전 롤러는, 비교예 1 및 2의 대전 롤러와 비교하여, 양호한 체적 고유 저항을 갖고, 모두 도전제의 블리드 아웃 등의 문제는 없었다. 또한, 실시예 1, 비교예 1 및 2의 대전 롤러를 화상 형성 장치에 사용한 경우의 화상은, 실시예 1만이 양호했다.
(실시예 2 내지 5)
이어서, 탄성층의 두께를 하기 표 3 중에 나타낸 바와 같이 바꾼 것 이외는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 대전 롤러를 제작했다. 얻어진 각 대전 롤러에 대해서, 이하에 따라 외경 좌우차의 측정 및 화상 평가를 행했다. 그 결과를, 하기의 표 3 중에 함께 나타낸다.
<외경 좌우차의 측정>
미쯔토요(주)제 고정밀도 레이저 측정기 LSM-430v를 사용하여, 롤러 중앙부로부터 단부를 향하는 90mm의 위치에서의 외경을 측정하고, 양단부 방향으로 각 90mm의 위치에서의 외경의 차를 구하여, 외경 좌우차(㎛)로 했다.
<화상의 평가>
얻어진 대전 롤러를 HP사제 프린터 Laser jet CP1210에 내장하고, 토너 농도의 균일성에 따라 화상을 평가했다. 화상 평가의 평가 기준은 이하에 나타낸 바와 같다.
<평가 기준>
○: 화상 전체면에 걸쳐 농도의 불균일이 없고, 균일하다.
△: 화상의 일부에 흑색 누락이 있고, 농도 불균일이 일부 확인된다.
×: 화상의 대부분에 흑색 누락이 있고, 농도 불균일이 많이 확인된다.
Figure 112011020338620-pct00028
상기 표 중에 나타낸 바와 같이, 탄성층의 두께가 지나치게 두꺼우면, 롤러의 외경 좌우차가 커져, 화상성이 저하하는 것을 알았다.
1: 샤프트
2: 탄성층
3: 표층
10, 20: 대전 롤러

Claims (5)

  1. 샤프트와, 상기 샤프트의 외주에 형성된 탄성층과, 상기 탄성층의 외주면에 형성된 표층을 구비하는 대전 롤러에 있어서,
    상기 탄성층이, 인산 에스테르기를 갖는 자외선 경화형 수지로 형성되어 이루어지며,
    상기 자외선 경화형 수지가, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대전 롤러.
    <화학식 1>
    Figure 112016002061819-pct00055

    [화학식 1 중, R1은 하기 화학식 2,
    <화학식 2>
    Figure 112016002061819-pct00056

    (화학식 2 중, m은 1 내지 10의 정수를 나타냄)이며, R2는 하기 화학식 3 내지 화학식 9,
    <화학식 3>
    Figure 112016002061819-pct00057

    <화학식 4>
    Figure 112016002061819-pct00058

    <화학식 5>
    Figure 112016002061819-pct00059

    <화학식 6>
    Figure 112016002061819-pct00060

    <화학식 7>
    Figure 112016002061819-pct00061

    <화학식 8>
    Figure 112016002061819-pct00062

    <화학식 9>
    Figure 112016002061819-pct00063

    (식 중, ＊는 연결기를 나타냄) 중 어느 하나이며, R3은 하기 화학식 10 내지 화학식 12,
    <화학식 10>
    Figure 112016002061819-pct00064

    <화학식 11>
    Figure 112016002061819-pct00065

    <화학식 12>
    Figure 112016002061819-pct00066

    (화학식 10 내지 화학식 12 중, r, s 및 t는 10 내지 150의 정수를 나타냄) 중 어느 하나이며, n은 1 내지 10의 정수를 나타냄]
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 탄성층의 체적 고유 저항이 1×104 내지 1×108Ω·cm인 대전 롤러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄성층의 두께가 0.9 내지 1.3mm인 대전 롤러.
  5. 제1항에 있어서, 상기 샤프트가 금속제의 중공 원통체 또는 중실 원기둥체인 대전 롤러.
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