KR20140022810A - 도전성 롤러, 현상 장치 및 화상 형성 장치 - Google Patents

도전성 롤러, 현상 장치 및 화상 형성 장치 Download PDF

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KR20140022810A
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소쿠에이 모토다
료 나카지마
이사오 하라시마
기요시 오타니
노리히코 아케가미야마
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신에츠 폴리머 가부시키가이샤
다이니치 세이카 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본원 발명은, 장기간에 걸쳐 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있는 도전성 롤러와 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.
이 과제를 해결하는 본원 발명은, 탄성층(3)의 외주면에 형성되며, 우레탄 수지와 입자 형상의 아미노 수지(5)를 함유하는 우레탄 코트층(4)을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 롤러(1)와, 이 도전성 롤러(1)를 구비한 현상 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.

Description

도전성 롤러, 현상 장치 및 화상 형성 장치{CONDUCTIVE ROLLER, DEVELOPING DEVICE, AND IMAGE FORMING DEVICE}
본 발명은, 도전성 롤러, 현상 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는, 장기간에 걸쳐 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있는 도전성 롤러와 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치에 관한 것이다.
레이저 프린터 및 비디오 프린터 등의 프린터, 복사기, 팩시밀리, 이러한 복합기 등에는 전자 사진 방식을 이용한 각종의 화상 형성 장치가 채용되어 있다. 전자 사진 방식을 이용한 화상 형성 장치는 다종 다양의 각종 롤러를 구비하고 있다. 각종 롤러로서는, 예를 들면, 도전성 또는 반도전성을 가지는 도전성 롤러, 비교적 저경도의 탄성 롤러 등을 들 수 있다. 상기 도전성 롤러로서는, 구체적으로는, 감광체 등의 상담지체를 똑같이 대전시키는 대전 롤러, 현상제를 담지 반송하여 상담지체에 공급하는 현상 롤러, 현상 롤러에 현상제를 대전시키면서 공급하는 현상제 공급 롤러, 기록지 등의 기록체에 전사된 현상제 상(像)을 정착시키는 정착 롤러, 상담지체 등에 부착된 현상제 등을 제거하는 클리닝 롤러 등을 들 수 있다. 이들의 각종 롤러는, 통상, 실리콘고무, 우레탄고무 등의 각종 고무로 형성된 탄성층과, 그 외주에 형성된 표면층을 구비하고 있다.
이와 같은 롤러로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는 「축심체의 주위에 탄성층을 가지고, 그 외주에 반응성 아미노 수지의 경화물을 포함하는 도전성 수지층을 가지고 있는 반도전성 롤러에 있어서, 당해 반도전성 롤러의 JIS-A 경도(JISK 6253:1997)가 25°이상, 40°이하인 것을 특징으로 하는 반도전성 롤러」가 기재되어 있다.
또, 특허문헌 2에는 「정전 잠상(靜電 潛像)이 형성된 잠상 담지체에, 접촉 또는 근접하여 상기 잠상 담지체에 대하여 담지된 토너를 공급함으로써 상기 정전 잠상을 가시화하는 현상 롤러에 있어서, 당해 현상 롤러의 외주는 구아나민 또는 그 유도체, 구아나민계 축합물로부터 선택된 적어도 1종을 20중량% 이상 포함하는 구아나민 골격을 함유하는 표면층에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 롤러」가 기재되어 있다.
또한, 특허문헌 3에는 「축체와, 그 외주에 형성되는 베이스 고무층과, 상기 베이스 고무층의 외주에 직접 혹은 다른 층을 개재하여 형성되는 표층을 구비한 현상 롤로서, 상기 표층이, 하기의 (A)∼(D)성분을 함유하고, (A)∼(C)성분의 중량 비율이, 하기의 식 (α) 및 (β)에 나타낸 범위에 설정된, 수지 조성물에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 현상 롤.
(A)아미노 수지
(B)디이소시아네이트
(C)유리 전이 온도(Tg)가 0℃ 이하의 수지
(D)도전제
0.5＞(A)/[(A)＋(C)]≥0.3 ···(α)
0.6＞[(A)＋(B)]/[(A)＋(B)＋(C)]≥0.3 ···(β)
」가 기재되어 있다.
다른 예로서 특허문헌 4에는 「전자 사진 장치 등에 사용되는 도전 부재에 있어서, 당해 도전 부재가 도전성 분체를 포함하는 고분자 재료로 이루어지며, 또한 당해 고분자 재료 중에 실리카 미립자를 분산시킨 것을 특징으로 하는 도전 부재」가 기재되어 있다.
이와 같은 롤러 중 현상제에 접촉하는 롤러, 예를 들면, 현상 롤러, 현상제 공급 롤러 등에는, 현상 장치 또는 화상 형성 장치에 장착되었을 때에 고품질의 화상 형성에 공헌하기 위해, 소정량의 현상제를 반송 가능한 표면 거칠기 특성, 롤러의 표면에 현상제가 막 형상으로 고착하는 것(본원 발명에 있어서 필르밍으로 칭함.)을 방지할 수 있는 특성과 함께, 현상제에 대한 대전 특성이 뛰어나다는 것, 구체적으로는 현상제에 높은 대전량을 부여할 수 있는 특성이 요구된다.
일본 공개특허2006-163042호 공보 특허 제3805563호 명세서 특허 제4240119호 명세서 일본 공개특허 평08-286470호 공보
그런데, 특허문헌 4에 기재된 도전 부재와 같이, 실리카 미립자 등의 입자를 함유하고 있는 롤러를 화상 형성 장치의 롤러 예를 들면, 현상 롤러로서 채용하면, 현상제에 대한 대전 특성 향상 효과는 거의 공헌하지 않는데다가, 실리카 미립자 등의 입자는 일반적으로 단단하므로 현상제에 필요 이상의 스트레스를 주어 파괴 또는 발열시켜 버리며, 파괴 또는 발열에 의해 자신의 표면에 용착과 같은 필르밍을 발생시킨 적이 있었다. 또, 롤러 표면의 표면 거칠기를 확보하기 위해 대량으로 함유시킨 실리카 미립자 등의 입자는 응집하기 쉬워 대전 특성에 악영향을 주는 경우가 있고, 한편, 비교적 대입자경의 입자를 함유시키면 시간 경과에 따라 롤러 표면으로부터 탈락하기 쉬워, 시간 경과에 따른 대전 특성의 저하 및 필르밍이 발생한 적이 있었다.
한편, 특허문헌 1∼3에 기재된 각 롤러와 같이, 도전성 수지층, 표면층 및 표층(이들을 정리하여 표면층으로 칭하는 경우가 있음.)이 아미노 수지의 경화물을 함유하고 있으면, 본질적으로 그 표면층은 단단해지기 때문에, 현상 롤러로서 이용하면, 현상제에 필요 이상의 스트레스를 주어서 필르밍이 발생하기 쉽고, 시간 경과에 따라 증대하는 필르밍에 의해 대전 특성이 저하하는 것이, 본원 발명자들의 연구에 의해 밝혀졌다.
본 발명은, 장기간에 걸쳐, 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있는 도전성 롤러를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은, 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 1 수단인 본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 탄성층의 외주면에 형성되며, 우레탄 수지와 입자 형상의 아미노 수지를 함유하는 우레탄 코트층을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 도전성 롤러에 있어서의 바람직한 일례로서,
상기 아미노 수지는 구아나민 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 및 아닐린 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이며,
상기 아미노 수지는 구아나민 수지를 포함하는 것이며,
상기 구아나민 수지는 벤조구아나민 수지를 포함하는 것이며,
상기 아미노 수지는 상기 우레탄 수지 100질량부에 대하여 10∼70질량부의 비율로 함유되어 있는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 제 2 수단인 본 발명과 관련된 현상 장치는, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 과제를 해결하기 위한 제 3 수단인 본 발명과 관련된 화상 형성 장치는, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 우레탄 수지와 입자 형상의 아미노 수지를 함유하는 우레탄 코트층을 탄성층의 외주면에 구비하고 있기 때문에, 예를 들면 현상 롤러로서 장기간에 걸쳐 사용되더라도 현상제가 표면에 막 형상으로 고착하기 어려운데다가 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 장기간에 걸쳐, 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있는 도전성 롤러를 제공할 수 있다.
또, 본 발명과 관련된 현상 장치 및 화상 형성 장치는 모두 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 구비하고 있기 때문에, 예를 들면 현상 롤러로서 장기간에 걸쳐 사용되더라도 현상제가 도전성 롤러에 고착하기 어려운데다가 원하는 대전량으로 대전된 현상제를 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
도 1은, 본 발명과 관련된 도전성 롤러에 있어서의 일실시예의 도전성 롤러를 나타낸 사시도이다.
도 2는, 본 발명과 관련된 도전성 롤러에 있어서의 일실시예의 도전성 롤러를 축선에 수직인 평면으로 절단했을 때의 단면을 나타낸 확대 개략도이다.
도 3은, 본 발명과 관련된 현상 장치를 구비하여 이루어지는 본 발명과 관련된 화상 형성 장치의 일례를 나타낸 개략도이다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 소망에 의해, 예를 들면 축체 및 축체의 외주면에 형성된 탄성층을 구비하고, 이 탄성층의 외주면에 형성된 우레탄 코트층을 구비하고 있다. 본 발명과 관련된 도전성 롤러에 있어서의 우레탄 코트층은, 우레탄 수지와 입자 형상의 아미노 수지를 함유하고 있다. 여기에서, 아미노 수지는, 입자 형상을 이루고 있어, 바꿔 말하면 입자이다. 따라서, 본 발명에 있어서 입자 형상의 아미노 수지는 아미노 수지의 입자로도 칭할 수 있다. 이 아미노 수지는, 구아나민 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 및 아닐린 수지 등을 들 수 있으며, 적어도 이들의 1종을 포함하고 있다. 이와 같이, 본 발명과 관련된 도전성 롤러가 입자 형상의 아미노 수지를 함유하는 우레탄 코트층을 구비하고 있으면, 도전성 롤러는, 아민 수지의 입자에 의한 우레탄 코트층의 경도의 상승이 매우 작고, 우레탄 수지로 형성되는 우레탄 코트층의 저경도를 대폭 상승시키지 않고 유지할 수 있기 때문에, 현상제에 주는 스트레스가 적어 필르밍의 발생을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있다. 또, 입자 형상의 아미노 수지는 실리카 미립자 등의 입자에 비하여 우레탄 코트층으로부터 탈락하기 어려워, 아미노 수지의 탈락에 의한 필르밍의 발생을 장기간에 걸쳐 방지할 수 있다. 또한, 이와 같이 필르밍의 발생을 방지할 수 있기 때문에 필르밍에 의한 대전 특성의 변화 및 입자 형상의 아미노 수지의 탈락에 의한 대전 특성의 변화를 방지할 수 있으며, 그 결과, 입자 형상의 아미노 수지에 의해 부여되는 초기의 대전 특성을 장기간에 걸쳐 유지하여, 장기간에 걸쳐 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 이와 같이 저경도이며, 구체적으로는, 45 미만의 JIS A 경도를 가지고 있는 것이 바람직하고, 43 이하의 JIS A 경도를 가지고 있는 것이 특히 바람직하다. 본 발명과 관련된 도전성 롤러에 있어서의 JIS A 경도의 하한치는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 20으로 할 수 있고, 경우에 따라서는 30 또는 40으로 할 수 있다. JIS A 경도는 JIS K6253에 준거하여 측정할 수 있다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 현상제를 원하는 반송량으로 반송하여 고농도의 화상을 형성하기에 공헌할 수 있는 점에서, 그 표면 즉 우레탄 코트층의 표면에 있어서의 10점 평균 거칠기(Rz)가 2∼15㎛인 것이 바람직하고, 5∼13㎛인 것이 특히 바람직하다. 10점 평균 거칠기(Rz)(㎛)는, JIS B 0601-1984에 준하여, 선단 반경 2㎛의 측정 프로브를 구비한 표면 거칠기 계(計)(상품명「590A」, 주식회사 도쿄정밀제)에, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 세트하고, 측정 길이 2.4mm, 컷오프 파장 0.8mm, 컷오프 종별 가우시안에 의해, 본 발명과 관련된 도전성 롤러의 표면을 그 둘레 방향 또는 축선 방향을 따라 적어도 3점의 거칠기를 측정하고, 이들의 산술 평균값으로 한다. 이 10점 평균 거칠기(Rz)(㎛)는, 입자 형상의 아미노 수지의 함유량 및 평균 입경, 우레탄 코트층의 두께 등에 의해 조정할 수 있다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는 도전성을 가지고 있다. 본 발명과 관련된 도전성 롤러가 도전성을 가지고 있으면, 10점 평균 거칠기(Rz) 등에 의한 현상제의 물리적인 반송성에 더해 현상제를 정전적으로 담지하여 반송하는 특성을 발휘하기 때문에 고농도의 화상을 형성하기에 공헌할 수 있다. 도전성 롤러의 도전성으로서는, 예를 들면, 전기 저항(온도 20℃, 상대 습도 50%)을 들 수 있다. 이 전기 저항(온도 20℃, 상대 습도 50%)은 1×104∼1×109Ω인 것이 바람직하다. 본 발명과 관련된 도전성 롤러의 전기 저항은, 예를 들면, 전기 저항계(상품명:ULTRA HIGH RESISTANCE METER R8340A, 주식회사 어드밴티스트제)를 이용하여, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 수평으로 놓고, 5mm의 두께, 30mm의 폭, 및 이 도전성 롤러의 탄성층 전체를 실을 수 있는 길이를 가지는 금도금제판을 전극으로 하고, 500g의 하중을 본 발명과 관련된 도전성 롤러에 있어서의 축체의 양단 각각에 지지시킨 상태(합계 하중 1000g)로 하여, 축체와 전극의 사이에 DC 100V를 인가하고, 1초 후의 전기 저항계의 값을 판독하여, 이 값을 전기 저항값으로 하는 방법에 준거하여, 측정할 수 있다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있다. 예를 들면, 현상제를 대전시키는 대전량은 약 10∼60μC/g의 대전량 또는 약 -60∼-10μC/g의 대전량인 것이 바람직하고, 약 15∼50μC/g의 대전량 또는 약 -50∼-15μC/g의 대전량인 것이 보다 바람직하며, 약 35∼50μC/g의 대전량 또는 약 -50∼-35μC/g의 대전량인 것이 특히 바람직하다. 본 발명과 관련된 도전성 롤러가 상기 범위의 대전량으로 현상제를 대전시킬 수 있는 경우에는, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 현상 롤러로서 사용했을 때에, 원하는 대전량으로 대전된 현상제를 상담지체에 공급할 수 있으며, 고품질인 화상을 형성할 수 있다. 여기에서, 현상제의 대전량은 20℃, 상대 습도 50%의 환경하에 있어서, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 화상 형성 장치(오키데이터 주식회사제, 상품명 「MICROLINE 1032PS」, 해상도 1200dpi 상당)에 장착하고, 전면이 흑색인 인자를 5매 행한 후, 6매째의 전면이 흑색인 인자를 강제적으로 정지하여, 이 도전성 롤러를 화상 형성 장치로부터 취출하고, 도전성 롤러의 표면에 부착된 현상제를, 단면적 0.25㎠의 흡인구를 가지는 흡인식 소형 대전량 측정 장치, 예를 들면, 상품명 「210HS q/M METER」(트럭재팬 주식회사제)에 의해, 측정할 수 있다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러를 구체적으로 설명한다. 본 발명과 관련된 도전성 롤러에 있어서의 일실시예의 도전성 롤러(1)는, 도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 축체(2)와, 축체(2)의 외주면에 형성된 탄성층(3)과, 탄성층(3)의 외주면에 형성된 우레탄 코트층(4)을 구비하여 이루어진다. 도 1에 나타내어지는 도전성 롤러(1)에 있어서는, 축체(2)의 외주면에 소망에 의해 접착제층(프라이머층으로도 칭함.)(도 1 및 도 2에 있어서 도시하지 않음.)을 개재하여 탄성층(3)이 형성되며, 탄성층(3)의 외주면에 소망에 의해 접착제층(프라이머층으로도 칭함.)(도 1 및 도 2에 있어서 도시하지 않음.)을 개재하여 우레탄 코트층(4)이 형성되어 있다.
이 도전성 롤러(1)는, 상기 범위의 JIS A 경도, 10점 평균 거칠기(Rz), 전기 저항 및 대전량을 가지고 있다.
축체(2)는, 도 1에 나타내어지는 바와 같이, 양호한 도전 특성을 가지고 있으면 되고, 통상, 철, 알루미늄, 스테인리스강, 놋쇠 등으로 구성된 소위 「심금」으로 칭해지는 축체가 된다. 또, 축체(2)는, 열가소성 수지 혹은 열경화성 수지 등의 절연성 심체에 도금을 실시하여 도전화한 축체여도 되고, 나아가서는, 열가소성 수지 혹은 열경화성 수지 등에 도전성 부여제로서 카본 블랙 또는 금속 분말체 등을 배합한 도전성 수지로 형성된 축체여도 된다. 축체(2)는, 장착되는 화상 형성 장치에 따라, 적당한 직경 및 축선 방향의 길이에 조정된다. 예를 들면, 축체(2)의 직경은 4∼10mm인 것이 좋다.
탄성층(3)은 탄성을 가지고 있다. 탄성층(3)이 탄성을 가지고 있는 경우에는 접촉형 화상 형성 장치에 장착되면 상담지체와의 크게 균일한 접촉 폭을 장기간에 걸쳐 확보할 수 있으며, 한편, 비접촉형 화상 형성 장치에 장착되면 규제 블레이드를 충분히 기능시킬 수 있다.
이 탄성층(3)은, 축체(2)의 외주면에서 후술하는 고무 조성물을 경화하여 이루어진다. 이 탄성층(3)은, 도전성 롤러(1)가 상기 범위의 JIS A 경도가 되는 경도를 가지고 있으면 되고, 20∼45의 JIS A 경도를 가지고 있는 것이 바람직하다. 탄성층(3)이 20∼45의 JIS A 경도를 가지고 있으면, 예를 들면, 도전성 롤러(1)를 화상 형성 장치에 장착했을 때에, 도전성 롤러(1)와 상담지체 등의 피당접체와의 큰 닙폭을 확보할 수 있다. 특히, 도전성 롤러(1)를 현상제 담지체 예를 들면 현상 롤러로서 장착하면, 도전성 롤러(1)와 상담지체의 큰 닙폭을 확보하여, 현상제를 효율적으로 대전 반송하고, 현상 효율을 향상시킬 수 있다. 탄성층(3)의 JIS A 경도는 본 발명과 관련된 도전성 롤러와 마찬가지로 하여 측정할 수 있다.
탄성층(3)의 두께는, 1mm 이상인 것이 바람직하고, 5mm 이상인 것이 보다 바람직하다. 한편, 탄성층(3)의 두께의 상한은, 탄성층(3)의 외경 정밀도를 손상하지 않는 한 특별히 제한되지 않으나, 일반적으로, 탄성층(3)의 두께를 너무 두껍게 하면 탄성층(3)의 제조 비용이 상승하기 때문에, 실용적인 제조 비용을 고려하면 탄성층(3)의 두께는 30mm 이하인 것이 바람직하고, 20mm 이하인 것이 보다 바람직하다. 예를 들면, 탄성층(3)의 두께는 3∼7mm인 것이 좋다.
탄성층(3)은 도전성을 가지고 있다. 상기 도전성으로서는, 예를 들면, 전기 저항(온도 20℃, 상대 습도 50%)을 들 수 있다. 이 전기 저항(온도 20℃, 상대 습도 50%)은 1×102∼1×106Ω인 것이 바람직하다. 탄성층(3)의 전기 저항은, 도전성 롤러(1)로부터 우레탄 코트층(4)을 제거한 상태에서, 도전성 롤러(1)의 전기 저항과 기본적으로 마찬가지로 하여 측정할 수 있다.
이 탄성층(3)은, 도전성 롤러(1)가 상기 범위의 저경도가 되도록, 각종의 고무 및/또는 가요성 수지를 함유하는 고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물로 형성되어 있다. 이들의 조성물에 함유되는 각종의 고무 또는 가요성 수지로서, 예를 들면, 실리콘 고무, 우레탄 고무, EPDM 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 환경 안정성, 내구성 등의 점에서 실리콘 고무가 바람직하다. 실리콘 고무는 통상의 실리콘고무 이외에 실리콘 변성 고무 등도 포함된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 우레탄 코트층(4)을 구비하고 있으면, 탄성층(3)을 실리콘 탄성층으로 해도 실리콘 올리고머(oligomer)가 우레탄 코트층(4)의 표면에 블리드 아웃하는 것을 방지할 수 있다. 탄성층(3)을 형성하는 고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물은, 고무 및/또는 가요성 수지를 함유하고, 소망에 의해 도전성 부여제 및 각종 첨가제 등을 함유하고 있다. 따라서, 탄성층(3)에도 고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물에 통상 함유되는 도전성 부여제 및 각종 첨가제가 함유되어 있다. 고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물에 대해서는 후술한다.
우레탄 코트층(4)은, 도 1 및 도 2에 나타내어지는 바와 같이, 탄성층(3)의 외주면에 단층 구조 또는 복층 구조의 층으로서 형성되어 있고, 이 예에 있어서는 단층 구조로 형성되어 있다. 우레탄 코트층(4)은, 후술하는 입자 형상의 아미노 수지(5)를 함유하는 우레탄 수지 조성물을 탄성층(3)의 외주면에서 경화하여 형성된다. 우레탄 코트층(4)은, 통상 박(薄)층으로 형성되며, 구체적으로는 2∼50㎛의 층 두께를 가지고 있는 것이 바람직하고, 10∼30㎛의 층 두께를 가지고 있는 것이 보다 바람직하다. 특히, 탄성층(3)을 실리콘 고무로 형성하는 경우에는 실리콘 올리고머가 우레탄 코트층(4)의 표면에 블리드 아웃하는 것을 방지하기 위해 어느 정도의 층 두께를 가지고 있는 것이 바람직하며, 예를 들면, 우레탄 코트층(4)은, 2∼50㎛의 층 두께를 가지고 있는 것이 바람직하고, 5∼30㎛의 층 두께를 가지고 있는 것이 보다 바람직하다. 이와 같이 상기 범위의 층 두께를 가지는 우레탄 코트층(4)을 구비하고 있으면, 도전성 롤러(1)가 실리콘 탄성층(3)을 구비하고 있어도, 실리콘 탄성층(3)으로부터 누출하는 실리콘 올리고머가 도전성 롤러(1)의 표면에 블리드 아웃하기 어려워, 도전성 롤러(1)의 당접체를 오염시키기 어려워짐과 함께 고품질의 화상을 형성하기에 공헌할 수 있다.
이 우레탄 코트층(4)은, 우레탄 수지와, 입자 형상의 아미노 수지(5)와, 소망에 의해 각종 우레탄 수지 조성물에 통상 이용되는 각종 첨가제 등을 함유하고 있다.
우레탄 수지는, 공지된 우레탄 수지이면 되고, 통상, 폴리올과 폴리이소시아네이트로부터 얻어진다. 이 우레탄 수지는, 본 발명의 목적을 좋게 달성할 수 있다는 점에서, 폴리에스테르폴리올 및 폴리에테르폴리올인 것이 바람직하다. 상기 폴리이소시아네이트는, 예를 들면, 지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트 등을 들 수 있다. 폴리올 및 이소시아네이트에 대해서는 후술한다.
입자 형상의 아미노 수지(5)는 아미노 수지로 형성된 입자이다. 우레탄 코트층(4)이 입자 형상의 아미노 수지(5)를 함유하고 있으면, 상기한 바와 같이, 장기간에 걸쳐, 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있다. 아미노 수지로서는, 질소 원자에 결합한 활성 수소 원자를 가지는 관능기, 예를 들면, 아미노기, 이미노기를 가지는 화합물과 포름알데히드를 축합 반응하여 얻어지는 수지이며, 예를 들면, 구아나민 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 및 아닐린 수지 등을 들 수 있다. 아미노 수지는, 구아나민 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 및 아닐린 수지 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 이들 중에서도 본 발명의 목적을 좋게 달성할 수 있다는 점에서, 구아나민 수지를 포함하는 것이 보다 더 바람직하고, 구아나민 수지인 것이 특히 바람직하다. 이 구아나민 수지는, 구아나민 또는 그 유도체와 포름알데히드의 축합 반응물이며, 구아나민 유도체로서, 2,4-디아미노-6-알킬-1,3,5-트리아진, 2,4-디아미노-6-아릴-1,3,5-트리아진, 또는, 이들 및 구아나민의 아미노기의 수소 원자가 알킬기, 아릴기 등으로 치환된 화합물 등을 들 수 있다. 여기에서, 알킬기는, 탄소수 1∼8의 알킬기, 예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기(예를 들면, n-프로필기, i-프로필기), 부틸기(예를 들면, n-부틸기, i-부틸기, s-부틸기, t-부틸기), 펜틸기(예를 들면, n-펜틸기, i-펜틸기, s-펜틸기), 헥실기(예를 들면, n-헥실기, i-헥실기, s-헥실기), 옥틸기 등을 들 수 있다. 아릴기로서는, 예를 들면, 페닐기, 톨릴기, 디메틸페닐기 등을 들 수 있다. 구아나민 수지 중에서도, 구아나민과 포름알데히드의 축합 반응물인 구아나민 수지, 2,4-디아미노-6-아릴-1,3,5-트리아진과 포름알데히드의 축합 반응물인 아릴기 치환 구아나민 수지가 바람직하며, 특히, 벤조구아나민과 포름알데히드의 축합 반응물인 벤조구아나민 수지가 바람직하다.
입자 형상의 아미노 수지(5)는, 입자, 분말 등의 독립한 고체 형태를 이루고 있다면 그 형상은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 구 형상, 타원구 형상, 판 형상 등을 들 수 있으며, 구 형상이 바람직하다. 이 입자 형상의 아미노 수지(5)의 평균 입경은, 우레탄 코트층(4)의 층 두께를 고려하여 적당하게 결정되는 것이 바람직하고, 예를 들면, 우레탄 코트층(4)에 안정적으로 함유되며, 우레탄 코트층(4)으로부터 탈락하기 어려워지는데다가, 도전성 롤러(1) 즉 우레탄 코트층(4)의 표면 거칠기가 상기 범위가 되어 현상제의 물리적인 반송 특성이 뛰어나다는 점에서, 입자 형상의 아미노 수지(5)의 평균 입경은 우레탄 코트층(4)의 층 두께의 2배보다 작은 것이 바람직하다. 입자 형상의 아미노 수지(5)의 평균 입경은, 입자 형상의 아미노 수지(5)의 상기 효과를 손상시키지 않고 그 함유량을 저감할 수 있다는 점에서, 그 평균 입경은 2㎛ 이상인 것이 바람직하고, 5㎛ 이상인 것이 특히 바람직하다. 평균 입경의 상한값은 특별히 한정되지 않으나, 우레탄 코트층(4)의 층 두께의 2배보다 작은 것이 바람직하고, 예를 들면, 50㎛로 할 수 있다. 또, 탄성층(3)이 실리콘 고무로 형성되어 있는 경우에는, 실리콘 올리고머가 우레탄 코트층(4)의 표면에 블리드 아웃하는 것을 방지할 수 있다는 점에서, 입자 형상의 아미노 수지(5)는 적당한 크기를 가지고 있는 것이 좋고, 상기 범위의 층 두께를 가지는 우레탄 코트층(4)에 대하여, 예를 들면, 2∼30㎛의 평균 입경을 가지고 있는 것이 바람직하며, 5∼20㎛의 평균 입경을 가지고 있는 것이 특히 바람직하다. 이와 같이, 상기 범위의 평균 입경을 가지는 입자 형상의 아미노 수지(5)를 함유하는 우레탄 코트층(4)을 구비하고 있으면, 장기간에 걸친 필르밍의 발생 방지와 뛰어난 대전 특성의 장기간 유지에 부가하여, 도전성 롤러(1)가 실리콘 탄성층(3)을 구비하고 있어도 실리콘 탄성층(3)으로부터 누출하는 실리콘 올리고머가 도전성 롤러(1)의 표면에 보다 더 블리드 아웃하기 어려워, 도전성 롤러(1)의 당접체를 오염시키기 어려움과 함께 고품질의 화상을 형성하기에 크게 공헌할 수 있다. 입자 형상의 아미노 수지(5)의 평균 입경은, 주사형 전자 현미경 JSM-5200(일본전자데이텀 주식회사제)을 이용하여 배율 2000배로 관찰한 복수의 입자 형상의 아미노 수지(5)의 최대 외경을 측정하고, 측정된 최대 외경의 산술 평균값으로 한다.
입자 형상의 아미노 수지(5)는, 아미노 수지를 분쇄법, 현탁 중합법 등에 의해 제조할 수 있고, 또, 시판품을 구입할 수도 있다.
우레탄 코트층(4)에 있어서의, 입자 형상의 아미노 수지(5)의 함유량은, 우레탄 코트층(4)을 형성하는 우레탄 수지 100질량부에 대하여 10∼70질량부인 것이 바람직하고, 20∼60질량부인 것이 특히 바람직하다. 입자 형상의 아미노 수지(5)의 함유량이 상기 범위 내에 있으면 우레탄 코트층(4)의 표층 경도를 대폭 상승시키지 않고 대전 특성을 향상시킬 수 있으며, 평균 입경이 상기 범위에 있는 입자 형상의 아미노 수지(5)의 함유량이 상기 범위 내에 있으면, 장기간에 걸친 필르밍의 발생 방지와 뛰어난 대전 특성의 장기간 유지에 부가하여, 현상제의 물리적인 반송 특성 및 실리콘 올리고머의 블리드 아웃 등도 효과적으로 개선할 수 있다.
이 입자 형상의 아미노 수지(5)는, 우레탄 코트층(4) 내에 단독, 또는, 우레탄 수지와의 복합체 등으로 존재한다. 이 때, 아미노 수지는 우레탄 수지와의 복합체를 형성하고 있더라도 그 형태를 유지하고 있고, 예를 들면, 우레탄 코트층(4)의 단면을 관측함으로써 입자 형상의 아미노 수지(5)의 존재를 확인할 수 있다.
각종 첨가제는, 소망에 의해 각종 우레탄 수지 조성물에 통상 이용되는 첨가제면 되고, 예를 들면, 사슬 연장제, 도전성 부여제, 촉매, 계면 활성제, 난연제, 착색제, 충전제, 가소제, 안정제, 이형제 등을 들 수 있다.
이와 같은 입자 형상의 아미노 수지(5)를 함유하는 우레탄 코트층(4)을 구비한 도전성 롤러(1)는, 우레탄 코트층(4)에 입자 형상의 아미노 수지(5)가 입자 형태 그대로 존재하고 있기 때문에, 입자 형상의 아미노 수지(5)가 우레탄 코트층(4)으로부터 탈락하기 어려운데다가 우레탄 코트층(4)의 경도를 낮게 유지할 수 있으며, 예를 들면 현상 롤러로서 장기간 사용되더라도, 장기간에 걸쳐, 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있다.
도전성 롤러(1)는, 상기 특성을 가지고 있기 때문에, 화상 형성 장치용의 도전성 롤러, 예를 들면, 대전 롤러, 현상 롤러, 현상제 공급 롤러, 전사 롤러, 클리닝 롤러 등으로서 적합하게 이용되며, 특히 현상 롤러로서 적합하게 이용된다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러, 예를 들면 도전성 롤러(1)는, 축체(2)의 외주면에 탄성층(3)을 형성하고, 이어서, 탄성층(3)의 외주면에 우레탄 코트층(4)을 형성하여 제조된다. 도전성 롤러(1)를 제조하기 위해서는, 먼저, 축체(2)가 준비된다. 예를 들면, 축체(2)는 공지된 방법에 의해 원하는 형상으로 조제된다. 이 축체(2)는, 탄성층(3)이 형성되기 전에 프라이머가 도포되어도 된다. 축체(2)에 도포되는 프라이머로서는, 특별히 제한은 없다. 프라이머는, 소망에 의해 용제 등에 용해되며, 정법, 예를 들면, 딥법, 스프레이법 등을 따라, 축체의 외주면에 도포된다.
다음으로, 축체(2)의 외주면에 고무 조성물을 공지된 성형 방법에 의해 가열 경화하여 탄성층(3)을 형성한다. 성형 방법으로서는, 예를 들면, 압출 성형에 의한 연속 가황, 프레스, 인젝션에 의한 형(型) 성형 등, 특별히 제한되지 않는다. 이 실리콘 고무 조성물을 경화시킬 때의 가열 온도 및 가열 시간은 고무 조성물에 따라 적당히 선택된다. 이와 같이 하여 형성된 탄성층(3)은, 소망에 의해, 그 표면이 연마, 연삭되어 외경 및 표면 상태 등이 조정된다. 소망에 의해, 탄성층(3)의 외주면에 프라이머 등이 도포된다.
탄성층(3)을 형성하는 고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물은 고무 및/또는 가요성 수지를 함유하는 조성물이면 되고, 소망에 의해 도전성 부여제 및 각종 첨가제 등을 함유하고 있다. 고무로서는 상기한 것 중에서도 실리콘 고무가 바람직하다. 도전성 부여제는 액체이거나 고체여도 되고, 예를 들면, 도전성 분말, 이온 도전성 물질 등을 들 수 있다. 도전성 분말로서는, 구체적으로는, 예를 들면, 케첸블랙, 아세틸렌블랙 등의 도전성 카본 외에, SAF, ISAF, HAF, FEF, GPF, SRF, FT, MT 등의 고무용 카본류, 또, 산화티탄, 산화아연, 니켈, 구리, 은, 게르마늄 등의 금속, 나아가서는, 금속산화물, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리아세틸렌 등의 도전성 폴리머 등을 들 수 있으며, 이온 도전성 물질로서는, 보다 구체적으로는, 예를 들면, 과염소산나트륨, 과염소산리튬, 과염소산칼슘, 염화리튬 등의 무기 이온성 도전 물질 등을 들 수 있다. 도전성 부여제는 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 도전성 롤러(1)로 하였을 때 원하는 전기 저항이 되도록 적절한 함유량으로 첨가된다. 예를 들면, 도전성 부여제의 함유량은 고무 또는 가요성 수지 100질량부에 대하여 2∼80질량부로 할 수 있다. 상기 첨가제로서는 고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물 등에 함유되는 각종의 첨가제, 예를 들면, 사슬 연장제 및 가교제 등의 조제, 촉매, 분산제, 발포제, 노화 방지제, 산화 방지제, 충전재, 안료, 착색제, 가공 조제, 연화제, 가소제, 유화제, 내열성 향상제, 난연성 향상제, 수산제, 열전도성 향상제, 이형제, 용제 등을 들 수 있다. 이러한 각종 첨가제는, 통상 이용되는 첨가제여도 되고, 용도에 따라 특별히 이용되는 첨가제여도 된다.
실리콘 고무를 함유하는 실리콘 고무 조성물은, 실리콘 고무와, 소망에 의해 도전성 부여제와, 소망에 의해 각종 첨가제를 함유한다. 실리콘 고무는 상기한 대로이며, 액상 타입이거나 미러블 타입이어도 되고, 탄성층(3)의 성형 방법, 탄성층(3)에 요구되는 특성 등에 따라 적절히 선택할 수 있다.
바람직한 실리콘 고무 조성물로서, 예를 들면, 부가 경화형 미러블 도전성 실리콘 고무 조성물 및 부가 경화형 액상 도전성 실리콘 고무 조성물을 들 수 있다. 상기 부가 경화형 미러블 도전성 실리콘 고무 조성물은, (A)평균 조성식:RnSiO(4-n)/2(R은, 동일 또는 달라도 되는, 치환 또는 비치환의 1가 탄화수소기, 바람직하게는 탄소 원자수 1∼12, 보다 바람직하게는 탄소 원자수 1∼8의 1가 탄화수소기이며, n은 1.95∼2.05의 정수이다.)로 나타내어지는 오르가노폴리실록산, (B)충전재 및 (C)상기 (B)성분에 속하는 것 이외의 도전성 재료를 함유한다. 이들의 각 성분 (A)∼(C)는, 예를 들면, 일본 공개특허2008-058622호 공보에 기재된 「부가 경화형 미러블 도전성 실리콘 고무 조성물」에 있어서의 각 성분과 기본적으로 마찬가지이다. 상기 부가 경화형 액상 도전성 실리콘 고무 조성물은, (D)1분자 중에 규소 원자와 결합하는 알케닐기를 적어도 2개 함유하는 오르가노폴리실록산과, (E)1분자 중에 규소 원자와 결합하는 수소 원자를 적어도 2개 함유하는 오르가노하이드로젠폴리실록산과, (F)평균 입경이 1∼30㎛이고 부피 밀도가 0.1∼0.5g/㎤인 무기질 충전재와, (G)도전성 부여제와, (H)부가 반응 촉매를 함유하는 부가 경화형 액상 도전성 실리콘 고무 조성물을 들 수 있다. 이들의 각 성분 (D)∼(H)는, 예를 들면, 일본 공개특허2008-058622호 공보에 기재된 「부가 경화형 액상 도전성 실리콘 고무 조성물」에 있어서의 각 성분과 기본적으로 마찬가지이다.
고무 조성물 또는 가요성 수지 조성물은, 2개 롤러, 3개 롤러, 롤밀, 반바리믹서, 도우믹서(니더) 등의 고무혼련기 등을 이용하여, 고무 및/또는 가요성 수지, 소망에 의해 도전성 부여제 및 각종 첨가제가 균일하게 혼합될 때까지, 예를 들면, 수분에서 수시간, 바람직하게는 5분∼1시간, 상온 또는 가열하에서 혼련하여 얻어진다.
축체(2)의 주위에 성형된 탄성층(3)은, 소망에 의해, 그 표면이 연마, 연삭되어, 외경 및 표면 상태 등이 조정된다. 또, 이와 같이 하여 형성된 탄성층(3)은, 우레탄 코트층(4)이 형성되기 전에 그 외주면에 상기 프라이머층이 형성되어도 된다.
우레탄 코트층(4)은, 이와 같이 하여 형성된 탄성층(3), 또는, 탄성층(3)의 외주면에 소망에 의해 형성된 프라이머층의 외주면에, 후술하는 우레탄 수지 조성물을 도공하고, 이어서, 도공된 우레탄 수지 조성물을 가열 경화시켜 형성된다. 우레탄 수지 조성물의 도공은, 예를 들면, 우레탄 수지 조성물의 도공액을 도공하는 도포법, 상기 도공액에 탄성층(3) 등을 침지하는 디핑법, 상기 도공액을 탄성층(3) 등에 분사하는 스프레이 코팅법 등의 공지된 도공 방법에 의해 행해진다. 우레탄 수지 조성물은, 그대로 도공해도 되고, 우레탄 수지 조성물에, 예를 들면, 메탄올 및 에탄올 등의 알코올, 키실렌 및 톨루엔 등의 방향족계 용매, 아세트산 에틸 및 아세트산 부틸 등의 에스테르계 용매 등의 휘발성 용매, 또는, 물을 첨가한 도공액을 도공해도 된다. 이와 같이 하여 도공된 우레탄 수지 조성물을 경화하는 방법은, 우레탄 수지 조성물의 경화 등에 필요한 열이 가해지는 방법이면 되고, 예를 들면, 우레탄 수지 조성물이 도공된 탄성층(3) 등을 가열기로 가열하는 방법 등을 들 수 있다. 우레탄 수지 조성물을 가열 경화시킬 때의 가열 온도는, 예를 들면 60∼200℃, 특히 120∼160℃, 가열 시간은 10∼120분간, 특히 30∼60분간인 것이 바람직하다. 또한, 상기 도공 대신에, 상기 우레탄 수지 조성물을 탄성층(3) 또는 프라이머층의 외주면에, 압출 성형, 프레스 성형, 인젝션 성형 등의 공지된 성형 방법에 의해 적층함과 함께, 또는, 적층한 후에, 적층된 우레탄 수지 조성물을 경화시키는 방법 등이 채용될 수 있다.
상기 우레탄 코트층(4)을 형성하는 우레탄 수지 조성물은, 우레탄 수지를 형성하는 전구체(前驅體)인 우레탄 조정 성분과, 입자 형상의 아미노 수지(5)와, 소망에 의해 각종 첨가제를 함유하고 있다. 상기 우레탄 수지 조성물에 있어서의 입자 형상의 아미노 수지(5) 및 각종 첨가제는 상기한 대로이다.
우레탄 조정 성분은, 폴리우레탄을 형성할 수 있는 성분이면 되고, 예를 들면, 폴리올과 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어지는 폴리우레탄도 포함된다. 따라서, 우레탄 조제 성분은, 예를 들면, 폴리우레탄, 폴리올과 폴리이소시아네이트 또는 블록 폴리이소시아네이트의 혼합물, 및 폴리올과 폴리이소시아네이트 또는 블록 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어지는 프레폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 성분을 들 수 있다.
상기 폴리올은, 폴리우레탄의 조제에 통상 사용되는 각종의 폴리올이면 되고, 예를 들면, 단량체 폴리올, 폴리에테르폴리올 및 폴리에스테르폴리올 등을 들 수 있으며, 이들 중에서도 우레탄 코트층(4)의 내(耐)마모성, 전기 안정성 및 내수성 등이 뛰어나다는 점에서, 폴리에테르폴리올 및 폴리에스테르폴리올로부터 선택된 적어도 1종인 것이 바람직하다. 단량체 폴리올로서는, 예를 들면, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 부틸렌글리콜, 벤질글리콜, 헥실렌글리콜, 옥틸렌글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,2,4-부탄트리올, 1,2,3-프로판트리올, 1,2,6-헥산트리올 등을 들 수 있다. 상기 폴리에테르폴리올로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜-에틸렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜, 폴리테트라메틸렌에테르글리콜, 테트라히드로푸란과 알킬렌옥사이드의 공중합 폴리올, 및 이들의 각종 변성체 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 상기 폴리에스테르폴리올로서는, 예를 들면, 아디핀산 등의 디카르본산과 에틸렌글리콜, 헥산디올 등의 폴리올의 축합에 의해 얻어지는 축합계 폴리에스테르폴리올, 락톤계 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트폴리올, 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 상기 폴리에테르폴리올 및 폴리에스테르폴리올은 1종 단독이더라도 2종 이상을 조합하여 사용해도 되고, 또, 폴리에테르폴리올과 폴리에스테르폴리올을 조합하여 사용해도 된다. 상기 폴리올은, 열적 안정성이 뛰어나다는 점에서, 폴리에스테르폴리올이 바람직하다. 상기 폴리올은, 후술하는 폴리이소시아네이트 등과의 상용성이 뛰어나다는 점에서, 1000∼8000의 수평균 분자량을 가지는 것이 바람직하며, 1000∼5000의 수평균 분자량을 가지는 것이 더 바람직하다. 수평균 분자량은 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(GPC)에 의한 표준 폴리스티렌으로 환산했을 때의 분자량이다.
상기 폴리이소시아네이트는, 폴리우레탄의 조제에 통상 사용되는 각종 폴리이소시아네이트이면 되고, 예를 들면, 지방족 폴리이소시아네이트, 방향족 폴리이소시아네이트 및 이들의 유도체 등을 들 수 있다. 폴리이소시아네이트는, 저장 안정성이 뛰어나며, 반응 속도를 제어하기 쉬운 점에서, 지방족 폴리이소시아네이트인 것이 바람직하다. 방향족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면, 키실렌디이소시아네이트(XDI), 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 톨루엔디이소시아네이트(톨릴렌디이소시아네이트로도 칭함.TDI), 3,3'－비톨릴렌-4,4'－디이소시아네이트, 3,3'－디메틸디페닐메탄-4,4'－디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트우레티딘디온(2,4-TDI의 2량체), 키실렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트(NDI), 파라페닐렌디이소시아네이트(PDI), 톨리딘디이소시아네이트(TODI), 메타페닐렌디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 지방족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 4,4'－디시클로헥실메탄디이소시아네이트(수첨 MDI), 오르토톨루이딘디이소시아네이트, 리진디이소시아네이트메틸에스테르, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 노르보르난디이소시아네이트메틸, 트랜스시클로헥산-1,4-디이소시아네이트, 트리페닐메탄-4,4'， 4''－트리이소시아네이트 등을 들 수 있다. 상기 유도체로서는, 상기 폴리이소시아네이트의 다핵체, 폴리올 등으로 변성된 우레탄 변성물(우레탄 프레폴리머를 포함한다), 우레티디온 형성에 따른 2량체, 이소시아누레이트 변성물, 카르보디이미드 변성물, 우레톤이민 변성물, 알로파네이트 변성물, 우레아 변성물, 뷰렛 변성물 등을 들 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트는 1종 단독 또는 2종 이상을 이용할 수 있다. 폴리이소시아네이트는, 500∼2000의 분자량을 가지는 것이 바람직하고, 700∼1500의 분자량을 가지는 것이 더 바람직하다.
폴리이소시아네이트로서, 이들의 폴리이소시아네이트 외에, 블록 제(劑)로 이소시아네이트기가 블록된 블록 폴리이소시아네이트가 적합하게 사용된다. 블록 폴리이소시아네이트는, 상온에서의 안정성이 높아, 가열에 의해 블록제가 유리(游離)하여 이소시아네이트기가 재생하기 때문에, 취급이 용이하다는 등의 이점을 가진다. 특히, 습도가 높은 여름철이더라도 안정적으로 반응하며, 나아가서는, 아미노기 등의 반응성이 높은 활성기를 가지는 시약과도 병용할 수 있다는 이점을 가진다. 상기 블록제로서는, 예를 들면, ε-카프로락탐류, 메틸에틸케토옥심류, 3,5-디메틸피라졸류, 알코올류 및 페놀류 등을 들 수 있다. 또, 블록제로서, 이소시아네이트류도 들 수 있으며, 이 경우에는, 블록 폴리이소시아네이트는, 폴리이소시아네이트 다이머(폴리우레티디온)가 된다. 블록제는, 상기 중 어느 것이나 이용할 수 있으나, 용제와의 상용성이 뛰어나다는 점에서, ε-카프로락탐류 및 메틸에틸케토옥심류가 바람직하다.
폴리올과 폴리이소시아네이트의 혼합물에 있어서의 혼합 비율은, 특별히 한정되지 않으나, 통상, 폴리올에 포함되는 수산기(OH)와, 폴리이소시아네이트에 포함되는 이소시아네이트기(NCO, 블록 폴리이소시아네이트의 경우에는 유리할 수 있는 이소시아네이트기)의 몰비(NCO/OH)가 0.7∼2.00인 것이 바람직하다. 이 몰비(NCO/OH)는, 폴리우레탄의 가수 분해를 방지할 수 있다는 점에서 0.85∼1.60인 것이 보다 바람직하다.
폴리올과 폴리이소시아네이트의 혼합물에 있어서는, 폴리올 및 폴리이소시아네이트에 부가하여, 폴리올과 폴리이소시아네이트의 반응에 통상 사용되는 조제, 예를 들면, 사슬 연장제, 가교제 등을 병용해도 된다. 사슬 연장제, 가교제로서는, 예를 들면, 글리콜류, 헥산트리올, 트리메틸올프로판 및 아민류 등을 들 수 있다.
상기 프레폴리머 및 상기 폴리우레탄은, 상기 폴리올과 상기 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어지는 프레폴리머 및 폴리우레탄이면 되고, 그들의 분자량 등도 특별히 한정되지 않는다. 프레폴리머 및 폴리우레탄은, 소망에 의해 상기 조제 등의 존재하, 원샷법 또는 프레폴리머법 등에 의해, 폴리올과 폴리이소시아네이트가 반응하여 얻어진다.
상기 우레탄 조제 성분은, 폴리올과 폴리이소시아네이트의 혼합물인 것이 바람직하며, 특히, 폴리에테르폴리올 및 폴리에스테르폴리올로부터 선택된 적어도 1종의 폴리올과 폴리이소시아네이트의 혼합물인 것이 특히 바람직하다. 즉, 우레탄 수지 조성물은, 폴리에테르폴리올 및 폴리에스테르폴리올로부터 선택된 적어도 1종의 폴리올과, 폴리이소시아네이트의 혼합물을 함유하는 것이 특히 바람직하다.
우레탄 수지 조성물은, 믹서, 플래너테리 등의 혼합기 등을 이용하여 각 성분이 균일하게 혼합될 때까지, 예를 들면, 수분부터 수시간, 바람직하게는 5분∼1시간, 상온 또는 가열하에서 혼합하여 얻어진다.
우레탄 수지 조성물로 형성된 우레탄 코트층(4)은 입자 형상의 아미노 수지(5)가 그 형태를 유지한 상태로 분산하고 있다.
이와 같이 하여 형성된 우레탄 코트층(4)에, 소망에 의해, 연마 처리, 표면 거칠기 처리 예를 들면 블라스트 처리 등을 실시하여, 표면 상태를 조정할 수도 있다.
본 발명과 관련된 현상 장치는, 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 구비하고, 예를 들면, 도 3에 나타내어지는 화상 형성 장치에 장비되어 있다. 본 발명과 관련된 현상 장치의 일실시예인 현상 장치를, 화상 형성 장치(이하, 본 발명과 관련된 화상 형성 장치로 칭하는 경우가 있음.)의 일례와 함께 설명한다.
이 화상 형성 장치(10)는, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 각색의 현상 유닛(B, C, M 및 Y)에 장비된 복수의 상담지체(11B, 11C, 11M 및 11Y)를 전사 반송 벨트(6) 상에 직렬로 배치한 탠덤형 컬러 화상 형성 장치이며, 따라서, 현상 유닛(B, C, M 및 Y)이 전사 반송 벨트(6) 상에 직렬로 배치되어 있다. 현상 유닛(B)은, 상담지체(11B) 예를 들면 감광체(감광 드럼으로도 칭해짐)와, 대전 수단(12B) 예를 들면 대전 롤러와, 노광 수단(13B)과, 현상 장치(20B)와, 전사 반송 벨트(6)를 개재하여 상담지체(11B)에 당접하는 전사 수단(14B) 예를 들면 전사 롤러와, 클리닝 수단(15B)을 구비하고 있다.
상기 현상 장치(20B)는, 본 발명과 관련된 현상 장치의 일례이며, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 본 발명과 관련된 도전성 롤러와 현상제(22B)를 구비하고 있다. 따라서, 이 화상 형성 장치(10)에 있어서, 도전성 롤러(1)는 현상제 담지체(23B, 23C, 23M 및 23Y)로서 장착되어 있다. 현상 장치(20B)는, 구체적으로는, 1성분 비자성의 현상제(22B)를 수용하는 박스체(21B)와, 현상제(22B)를 상담지체(11B)에 공급하는 현상제 담지체(23B)인 현상 롤러와, 현상제(22B)의 두께를 조정하는 현상제량 조절 수단(24B) 예를 들면 블레이드를 구비하여 이루어진다. 현상 장치(20B)에 있어서, 현상제량 조절 수단(24B)은, 도 3에 나타내어지는 바와 같이, 현상제 담지체(23B)의 외주면에 접촉 또는 압접하고 있다. 즉, 현상 장치(20B)는 소위 「접촉식 현상 장치」이다. 상기 현상 유닛(C, M 및 Y)은 현상 유닛(B)과 기본적으로 마찬가지로 구성되어 있다.
화상 형성 장치(10)에 있어서, 현상 장치(20B)의 현상제 담지체(23B)는, 그 표면이 상담지체(11B)의 표면에 접촉 또는 압접하도록 배치되어 있다. 현상 장치(20C, 20M 및 20Y)도 현상 장치(20B)와 마찬가지로, 그 표면이 현상제 담지체(23C, 23M 및 23Y)가 상담지체(11C, 11M 및 11Y)의 표면에 접촉 또는 압접하도록 배치되어 있다. 즉, 이 화상 형성 장치(10)는 소위 「접촉식 화상 형성 장치」이다.
상기 정착 수단(30)은, 현상 유닛(Y)의 하류측에 배치되어 있다. 이 정착 수단(30)은, 기록체(16)를 통과시키는 개구부(35)를 가지는 박스체 내에, 정착 롤러(31)와, 정착 롤러(31)의 근방에 배치된 무단 벨트 지지 롤러(33)와, 정착 롤러(31) 및 무단 벨트 지지 롤러(33)에 감겨 걸린 무단 벨트(36)와, 정착 롤러(31)와 대향 배치된 가압 롤러(32)를 구비하고, 무단 벨트(36)를 개재하여 정착 롤러(31)와 가압 롤러(32)가 서로 당접 또는 압접하도록 회전 자유자재로 지지되어 이루어지는 압력 열 정착 장치이다. 화상 형성 장치(10)의 바닥부에는, 기록체(16)를 수용하는 카세트(41)가 설치되어 있다. 전사 반송 벨트(6)는 복수의 지지 롤러(42)에 권회되어 있다.
화상 형성 장치(10)에 사용되는 현상제(22B, 22C, 22M 및 22Y)는 각각, 마찰에 의해 대전 가능한 현상제라면, 건식 현상제이거나 습식 현상제여도 되고, 또, 비자성 현상제이거나 자성현상제여도 된다. 각 현상 유닛의 박스체(21B, 21C, 21M 및 21Y) 내에는, 1성분 비자성의, 흑색 현상제(22B), 시안 현상제(22C), 마젠타 현상제(22M) 및 황색 현상제(22Y)가 수납되어 있다.
화상 형성 장치(10)는, 이하와 같이 하여 기록체(16)에 컬러 화상을 형성한다. 먼저, 현상 유닛(B)에 있어서, 대전 수단(12B)에서 대전한 상담지체(11B)의 표면에 노광 수단(13B)에 의해 정전 잠상이 형성되며, 현상제 담지체(23B)에 의해 공급된 현상제(22B)에서 흑색의 정전 잠상이 현상된다. 그리고, 기록체(16)가 전사 수단(14B)과 상담지체(11B)의 사이를 통과할 때에 흑색의 정전 잠상이 기록체(16B)의 표면에 전사된다. 이어서, 현상 유닛(B)과 마찬가지로 하여, 현상 유닛(C, M 및 Y)에 의해, 정전 잠상이 흑상(黑像)으로 현상화된 기록체(16)에, 각각 시안상, 마젠타상 및 황색상이 중첩되어, 컬러상이 현상화된다. 이어서, 컬러상이 현상화된 기록체(16)는, 정착 수단(30)에 의해 컬러상이 영구 화상으로서 기록체(16)에 정착된다. 이와 같이 하여 기록체(16)에 컬러 화상을 형성할 수 있다.
이 탠덤형 화상 형성 장치(10)에 있어서, 현상제 담지체(23)로서 도전성 롤러(1)를 이용하면, 도전성 롤러(1)는 우레탄 수지와 입자 형상의 아미노 수지를 함유하는 우레탄 코트층(4)을 탄성층(3)의 외주면에 구비하고 있기 때문에, 현상제 담지체(23)로서 장기간에 걸쳐 사용되더라도, 현상제가 우레탄 코트층(4)의 표면에 막 형상으로 고착되기 어려워 필르밍이 발생하기 어려운데다가, 현상제를 원하는 대전량으로 대전시키면서 반송하여 상담지체(11)에 공급할 수 있다. 또 상기 현상 장치 및 화상 형성 장치(10)는, 현상제 담지체(23)로서 도전성 롤러(1)를 구비하고 있기 때문에, 현상제가 도전성 롤러(1)의 우레탄 코트층(4)의 표면에 막 형상으로 고착하기 어려운데다가, 현상제를 원하는 대전량으로 대전시키면서 반송하여 상담지체(11)에 공급할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면, 장기간에 걸쳐, 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있는 도전성 롤러, 및 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치를 제공할 수 있다.
상기 화상 형성 장치(10)는, 예를 들면, 복사기, 팩시밀리, 프린터 등의 화상 형성 장치로 이루어진다. 또한, 화상 형성 장치(10)에 있어서는 도전성 롤러(1)를 현상제 담지체(23)의 일례인 현상 롤러로서 이용한 예를 참조하여 설명하였으나, 현상제 공급 롤러로서 본 발명과 관련된 도전성 롤러를 이용하더라도 마찬가지로 고품질의 화상을 형성할 수 있다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러, 현상 장치 및 화상 형성 장치는 모두 상기한 일실시예에 한정되는 것은 아니며, 본원 발명의 목적을 달성할 수 있는 범위에 있어서, 다양한 변경이 가능하다.
예를 들면, 도전성 롤러(1)는, 외경이 축선 방향의 일방의 단부로부터 타방의 단부에 걸쳐 거의 동일하게 되는 소위 스트레이트 형상으로 되어 있으나, 본 발명에 있어서, 현상 롤러는 통 형상을 이루고 있다면 그 형상은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 축선 방향의 중앙부에 있어서의 외경이 그 양단부에 있어서의 외경보다 작은 소위 역크라운 형상으로 되어있어도 되고, 또, 그 축선 방향의 중앙부에 있어서의 외경이 그 양단부에 있어서의 외경보다 큰 소위 크라운 형상으로 되어있어도 된다.
본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 탄성층과 우레탄 코트층의 사이에 다른 층을 가져도 된다. 다른 층으로서는, 예를 들면, 탄성층과 우레탄 코트층을 접착 또는 밀착시키는 프라이머층 등을 들 수 있다. 프라이머층을 형성하는 재료로서는, 예를 들면, 알키드 수지, 페놀 변성·실리콘 변성 등의 알키드 수지 변성물, 오일 프리 알키드 수지, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 불소 수지, 페놀 수지, 폴리아미드 수지, 우레탄 수지 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또, 이들의 수지를 경화 및/또는 가교하는 가교제로서는, 예를 들면, 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 에폭시 화합물, 과산화물, 페놀 화합물, 하이드로젠 실록산 화합물 등을 들 수 있다. 프라이머층은, 예를 들면 0.1∼10㎛의 두께에 형성된다.
화상 형성 장치(10)는, 전자 사진 방식의 화상 형성 장치로 되어 있으나, 본 발명에 있어서, 화상 형성 장치는, 전자 사진 방식에는 한정되지 않고, 예를 들면, 정전 방식의 화상 형성 장치여도 된다. 또, 본 발명과 관련된 도전성 롤러가 설치되는 화상 형성 장치는, 각색의 현상 유닛을 구비한 복수의 상담지체를 전사 반송 벨트 상에 직렬로 배치한 탠덤형 컬러 화상 형성 장치에 한정되지 않으며, 예를 들면, 단일의 현상 유닛을 구비한 흑백 화상 형성 장치, 상담지체 상에 담지된 현상제 상(像)을 무단 벨트에 순차적으로 1차 전사를 반복하는 4사이클형 컬러 화상 형성 장치 등이어도 된다. 또, 화상 형성 장치(10)에 이용되는 현상제(22)는, 1성분 비자성 현상제로 되어 있으나, 본 발명에 있어서, 1성분 자성 현상제여도 되고, 2성분 비자성 현상제여도 되며, 또, 2성분 자성 현상제여도 된다.
상기 화상 형성 장치(10)는, 상담지체(11)와 현상 장치(20)의 현상 담지체(23)가 당접 또는 압접하도록 배치되는 소위 「접촉식 화상 형성 장치」이나, 본 발명에 있어서, 화상 형성 장치는, 현상제 담지체의 표면이 상담지체의 표면에 접촉하지 않도록 간극을 가지고 배치되는 소위 「비접촉식 화상 형성 장치」여도 된다.
상기 화상 형성 장치(10)에 있어서의 현상 장치(20)는, 현상제 규제 부재(24)와 현상제 담지체(23)가 당접 또는 압접하도록 배치되는 소위 「접촉식 현상 장치」이나, 본 발명에 있어서, 현상 장치는, 현상제 규제 부재가 현상제 담지체의 외주면에 접촉하지 않도록 간극을 가지고 배치되는 소위 「비접촉식 현상 장치」여도 된다.
(실시예 1)
무전해 니켈 도금 처리가 실시된 축체(2)(SUM 22제, 직경 7.5mm, 길이 281.5mm)를 톨루엔으로 세정하고, 그 표면에 실리콘계 프라이머(상품명 「프라이머No．16」, 신에츠화학공업 주식회사제)를 도포하였다. 프라이머 처리한 축체(2)를 기어 오븐을 이용하여, 150℃의 온도에서 10분 소성 처리한 후, 상온에서 30분 이상 냉각하고, 축체(2)의 표면에 프라이머층을 형성하였다.
다음으로, 양 말단이 디메틸비닐실록시기로 봉쇄된 디메틸폴리실록산(D)(중합도 300) 100질량부, BET 비표면적이 110㎡/g인 소수화 처리된 흄드 실리카(일본에어로질 주식회사제, R-972) 1질량부, 평균 입경 6㎛, 부피 밀도가 0.25g/㎤인 규조토(F)(오프라이트 W-3005S, 기타아키규조토 주식회사제) 40질량부, 및 아세틸렌 블랙(G)(덴카 블랙 HS-100, 덴키화학공업 주식회사제) 5질량부를 플래너터리 믹서에 넣고, 30분 교반한 후, 3개 롤에 1회 통과시켰다. 이것을 다시 플래너터리 믹서에 넣고, 가교제로서, 양 말단 및 측쇄에 Si-H기를 가지는 메틸하이드로젠폴리실록산(E)(중합도 17, Si-H량 0.0060mol/g) 2.1질량부, 반응 제어제로서, 에티닐시클로헥산올 0.1질량부, 및 백금 촉매(H)(Pt농도 1%) 0.1질량부를 첨가하고, 15분 교반하여 혼련하여, 부가 경화형 액상 도전성 실리콘 고무 조성물을 조제하였다. 조제한 부가 경화형 액상 도전성 실리콘 고무 조성물을 액체 사출 성형에 의해 축체(2)의 외주면에 성형하였다. 이 성형체를 연마하여 외경 20mm의 탄성층(3)을 형성하였다. 탄성층(3)의 JIS A 경도를 상기 방법에 따라 측정하였더니 40이었고, 그 전기 저항을 상기 방법에 따라 측정하였더니 1.0×105Ω이었다.
한편, 하기 조성을 가지는 우레탄 코트층(4) 형성용의 우레탄 수지 조성물을 조제하였다.
·폴리이소시아네이트(일본폴리우레탄 주식회사제, 상품명:코로네이트-LJ) 10질량부
·폴리올(폴리에스테르폴리올, 상품명 「닛포란 NIPPOLLAN 139」, 일본 폴리우레탄 주식회사제) 30질량부(몰비 NCO/OH＝1.05)
·도전성 부여제(상품명 「EC600JD」, 라이온 주식회사제, 평균 입경 34㎚) 5질량부
·벤조구아나민 수지의 입자(상품명 「L15」, 일본촉매 주식회사제, 대략 구 형상으로 상기 측정 방법에 따른 평균 입경 12㎛) 10질량부(상기 폴리이소시아네이트 및 상기 폴리올의 합계 질량을 100질량부로 하였을 때의 환산 함유량은 25질량부)
축체(2)의 외주면에 형성된 탄성층(3)의 외주면에, 상기 우레탄 수지 조성물을 스프레이 코팅법에 의해 1회 도포하였다. 그 후, 160℃에서 30분간 가열하여, 층 두께 12㎛의 우레탄 코트층(4)을 형성하였다. 이와 같이 하여 실시예 1의 도전성 롤러를 제조하였다.
(실시예 2∼4)
상기 벤조구아나민 수지의 입자의 함유량을, 4질량부(상기 환산 함유량은 10질량부), 20질량부(상기 환산 함유량은 50질량부) 및 28질량부(상기 환산 함유량은 70질량부)로 각각 변경한 것 이외에는 실시예 1과 기본적으로 마찬가지로 하여 실시예 2∼4의 도전성 롤러를 각각 제조하였다.
(실시예 5 및 6)
상기 벤조구아나민 수지의 입자를, 우레아 수지(상품명「후레아민 M」, 주식회사 다이와제) 또는 멜라민 수지(상품명「프레아민 Z」, 주식회사 다이와제)를 분쇄기(상품명:카운터제트밀 AFG(호소카와 미크론(Hosokawa Micron) 주식회사제))에 의해 분쇄하고, 이어서 입자 분급기(상품명:엘보 제트(ELBOW-JET)(닛테츠광업사제)를 이용하여 분급한 평균 입경 12㎛의 입자로 각각 변경한 것 이외에는 실시예 1과 기본적으로 마찬가지로 하여 실시예 5 및 6의 도전성 롤러를 각각 제조하였다.
(실시예 7∼9)
상기 우레탄 코트층(4)의 층 두께를 7㎛, 17㎛ 및 22㎛로 각각 변경한 것 이외에는 실시예 1과 기본적으로 마찬가지로 하여 실시예 7∼9의 도전성 롤러를 각각 제조하였다.
(비교예 1)
상기 벤조구아나민 수지의 입자를, 무기계 충전제 「이산화규소」의 입자(상품명 「하이푸레시카TS」, 우베닛토카세이 주식회사제, 구 형상으로 상기 측정 방법에 따른 평균 입경 12㎛)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 기본적으로 마찬가지로 하여 비교예 1의 도전성 롤러를 제조하였다.
(비교예 2)
상기 벤조구아나민 수지의 입자를, PMMA 수지의 입자(상품명 「FH-S015」도요보(TOYOBO) 주식회사제, 평균 입경 12㎛)로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 기본적으로 마찬가지로 하여 비교예 2의 도전성 롤러를 제조하였다.
(비교예 3)
우레탄 코트층(4)을 형성하는 수지 성분으로서 상기 폴리이소시아네이트 및 상기 폴리올에 부가하여 벤조구아나민 수지(상품명「BL-60」, 산와케미컬 주식회사제) 10질량부를 첨가하고, 또한 상기 벤조구아나민 수지의 입자 대신에 이산화규소의 입자(상품명「하이푸레시카TS」, 우베닛토카세이 주식회사제) 10질량부(상기 환산 함유량은 25질량부)를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 기본적으로 마찬가지로 하여, 이산화규소의 입자를 함유하는 우레탄 수지와 아미노 수지로 이루어지는 복합 코트층을 구비한 비교예 3의 도전성 롤러를 제조하였다.
이와 같이 하여 제조한 각 도전성 롤러에 있어서의 JIS A 경도, 10점 평균 거칠기(Rz) 및 전기 저항을 상기 방법에 따라 측정한 결과를 제 1 표에 나타낸다.
(코트층 내의 입자의 존재 확인)
각 도전성 롤러를 그 축선에 수직인 평면으로 절단했을 때의 우레탄 코트층의 절단면을 전자현미경으로 관측하여 단면 사진을 촬영하고, 우레탄 코트층 내에 입자가 존재할 것인지의 여부를 확인하였다. 모든 실시예에 있어서 우레탄 코트층(4) 내에 벤조구아나민 수지의 입자가 확인되며, 비교예 1∼3에 있어서 우레탄 코트층 내에 이산화규소 또는 PMMA 수지가 확인되었다.
(필르밍 평가)
제조한 각 도전성 롤러를 접촉형의 화상 형성 장치(상품명「MICROLINE 1032PS」, 오키데이터 주식회사제)에 현상 롤러로서 장착하고, 온도 23℃, 상대 습도 55%의 환경하에서, A4용지(JIS)에 인자 농도 2%로 하프톤 화상을 500매 인쇄한 후에, 화상 형성 장치로부터 취출한 도전성 롤러의 표면을 육안으로 관찰하여, 필르밍 발생의 유무를 판단하였다. 평가는, 현상제의 고착이 없고 필르밍이 발생하고 있지 않은 경우를 「◎」, 현상제가 약간 고착하고 있었으나 화상 형성에는 거의 영향이 없는 정도인 경우를 「○」, 현상제가 고착하고 있었으나 화상 형성에 허용 범위 내의 영향이 어느 정도 있는 경우를 「○×」, 현상제가 고착하고 있고, 화상 형성에 허용할 수 없는 정도의 필르밍이 발생하고 있는 경우를 「×」라고 하였다. 그 결과를 제 1 표에 나타낸다.
이 500매 인쇄 후의 장기간 경과 후의 필르밍 평가에 있어서, 비교예 1 및 2는 이산화규소 또는 PMMA의 입자가 우레탄 코트층으로부터 탈락하여 필르밍이 발생하였다고 추측되며, 비교예 3은 이산화규소의 입자가 우레탄 코트층으로부터 탈락한 것에 부가하여 벤조구아나민 수지를 함유하는 코트층의 경도가 높기 때문에 현상제에 큰 스트레스를 준 결과, 필르밍이 발생하였다고 추측된다.
(대전 특성 평가)
20℃, 상대 습도 50%의 환경하에 있어서, 도전성 롤러를 화상 형성 장치(오키데이터 주식회사제, 상품명 「MICROLINE 1032PS」, 해상도 1200dpi 상당)에 장착하여, 전면이 흑색인 인자를 5매 행한 후, 6매째의 전면이 흑색인 인자를 강제적으로 정지시켜, 도전성 롤러를 화상 형성 장치로부터 취출하고, 도전성 롤러의 표면에 부착된 현상제의 대전량을, 단면적 0.25㎠의 흡인구를 가지는 흡인식 소형 대전량 측정 장(상품명「210HS q/M MTETR」,트럭재팬 주식회사제)으로 측정하였다. 평가는, 현상제의 대전량이 -42(μC/ｇ) 이하인 경우를 「◎」, 대전량이 -41∼-35(μC/g)인 경우를 「○」, 대전량이 -34∼-30(μC/g)인 경우를 「○×」, 대전량이 -29(μC/ｇ) 이상인 경우를 「×」라고 하였다. 그 측정치 및 평가 결과를 제 1 표에 나타낸다.
이 대전 특성 평가에 있어서, 비교예 1 및 2는 이산화규소 또는 PMMA의 입자에 애당초 대전 특성 개선 효과가 거의 없는데다가, 이들 입자가 우레탄 코트층으로부터 탈락하여 필르밍이 발생함으로써 대전 특성이 저하하였다고 추측되며, 비교예 3은 이산화규소의 입자에 대전 특성 개선 효과는 없으나 코트층에 함유되어 있는 벤조구아나민 수지에 의해 대전 특성이 뛰어났다고 추측된다.
(내구 화상 평가)
제조한 각 도전성 롤러를 접촉형의 화상 형성 장치(상품명 「MICROLINE 1032PS」, 오키데이터 주식회사제)에 현상 롤러로서 장착하고, 온도 23℃, 상대 습도 55%의 환경하에서 A4용지(JIS)에 전체 화상을 1매 인쇄하였다. 계속하여 동(同) 환경하에 있어서 인자 농도 2%로 하프톤 화상을 10,000매 인쇄한 후에 다시 전체 화상을 1매 인쇄하였다. 하프톤 화상을 인쇄하기 전과 후에 인쇄된 2매의 전체 화상의 인자 농도차를 측정하였다. 평가는, 측정된 인자 농도차가 0.1 이하인 경우를 「◎」, 측정된 인자 농도차가 0.1을 넘어 0.2 이하인 경우를 「○」, 측정된 인자 농도차가 0.2를 넘어 0.3 이하인 경우를 「○×」, 측정된 인자 농도차가 0.3을 넘은 경우를 「×」라고 하였다. 그 결과를 제 1 표에 나타낸다.
(블리드 아웃 시험)
접촉형의 화상 형성 장치(상품명 「MICROLINE 1032PS」, 오키데이터 주식회사제)에 있어서의 카트리지에, 제조한 각 도전성 롤러를 장착하고, 온도 50℃, 상대 습도 90%의 환경하에서 전체 인자 화상을 인자하였다. 이 전체 인자 화화상의 인자 농도를 초기 인자 농도로서 측정하였다. 이어서, 이 화상 형성 장치를 온도 50℃, 상대 습도 90%의 환경하에서 7일간 방치한 후에 전체 인자 화상을 인자하여, 전체 인자 화화상의 인자 농도를 방치한 후 인자 농도로서 측정하였다. 초기 인자 농도와 방치 후 인자 농도의 인자 농도차(초기 인자 농도-방치 후 인자 농도)를 산출하였다. 평가는, 측정된 인자 농도차가 0.1 이하인 경우를 「◎」, 측정된 인자 농도차가 0.1을 넘어 0.2 이하인 경우를 「○」, 측정된 인자 농도차가 0.2를 넘어 0.3 이하인 경우를 「○×」, 측정된 인자 농도차가 0.3 이상인 경우를 「×」라고 하였다. 또한, 도전성 롤러로부터 탄성층에 유래하는 실리콘 올리고머 등의 저분자 성분이 블리드 아웃하면 인자 농도차가 커지고, 이 인자 농도차의 평가가 「○×」이상이면 저분자 성분의 블리드 아웃량은 충분히 허용할 수 있는 범위가 된다. 그 결과를 제 1 표에 나타낸다.
Figure pct00001
본 발명과 관련된 도전성 롤러는, 화상 형성 장치용의 도전성 롤러, 예를 들면, 대전 롤러, 현상 롤러, 현상제 공급 롤러, 전사 롤러, 클리닝 롤러 등으로서 적합하게 이용되며, 특히 장기간에 걸쳐 필르밍의 발생을 방지할 수 있음과 함께 현상제를 원하는 대전량으로 대전시킬 수 있는 현상 롤러로서 적합하게 이용된다. 또, 본 발명과 관련된 현상 장치 및 화상 형성 장치는 장기간에 걸쳐 고품질의 화상을 형성할 수 있는 현상 장치 및 화상 형성 장치로서 적합하게 이용된다.
1: 도전성 롤러 2: 축체
3: 탄성층 4: 우레탄 코트층
5: 입자 형상의 아미노 수지 6: 전사 반송 벨트
10: 화상 형성 장치 11B, 11C, 11M, 11Y: 상담지체
12B, 12C, 12M, 12Y: 대전 수단 13B, 13C, 13M, 13Y: 노광 수단
14B, 14C, 14M, 14Y: 전사 수단
15B, 15C, 15M, 15Y: 클리닝 수단 16: 기록체
20: 현상 장치
21B, 21C, 21M, 21Y, 34: 박스체 22B, 22C, 22M, 22Y: 현상제
23B, 23C, 23M, 23Y: 현상제 담지체
24B, 24C, 24M, 24Y: 현상제 규제 부재 30: 정착 수단
31: 정착 롤러 32: 가압 롤러
33: 무단 벨트 지지 롤러 35: 개구부
36: 무단 벨트 41: 카세트
42: 지지 롤러 B, C, M, Y: 현상 유닛

Claims (7)

  1. 탄성층의 외주면에 형성되며, 우레탄 수지와 입자 형상의 아미노 수지를 함유하는 우레탄 코트층을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 도전성 롤러.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 아미노 수지는, 구아나민 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지 및 아닐린 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 롤러.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 아미노 수지는, 구아나민 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 롤러.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구아나민 수지는, 벤조구아나민 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 도전성 롤러.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아미노 수지는, 상기 우레탄 수지 100질량부에 대하여 10∼70질량부의 비율로 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 롤러.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 롤러를 구비한 현상 장치.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 기재된 도전성 롤러를 구비한 화상 형성 장치.
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