JP2003073441A - Polyurethane foam roller - Google Patents
Polyurethane foam rollerInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真・静電記
録等のプリンターの現像装置におけるトナー供給ロー
ラ、帯電ローラ、現像ローラ、転写ローラ、クリーニン
グローラ及び紙送りローラなどとして好適なポリウレタ
ンフォーム製のローラに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polyurethane foam suitable as a toner supply roller, a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a cleaning roller, a paper feeding roller, etc. in a developing device of a printer for electrophotography, electrostatic recording or the like. Regarding Laura.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子写真技術の進歩に伴い、乾式
電子写真装置などの画像形成装置には、帯電用，現像
用，転写用，トナー供給用などに供される部材として、
高分子材料からなる部材が注目されており、帯電ロー
ラ，現像ローラ，転写ローラ，トナー供給ローラなどの
弾性を有するローラの形態で用いられている。これらの
部材を形成する材料としては、天然ゴム，ＥＰＤＭ（エ
チレンプロピレンジエンゴム），シリコーンゴム等のゴ
ム又はポリウレタンなどの高分子エラストマーやフォー
ムが用いられ、これらはカーボンブラックのような導電
性カーボン、金属や金属酸化物の粉末、過塩素酸ナトリ
ウムのようなイオン導電性物質を混入することにより、
導電性が付与されている。高分子材料の中でもポリウレ
タンは、上記導電性部材に適した低硬度の部材となり得
るため、多用されている。低硬度のポリウレタンフォー
ムを得る方法としては、水，低沸点化合物などの発泡剤
を用いる方法、機械的攪拌による方法、ポリウレタンの
化学構造を決定する原料及び配合の選択による方法など
がある。しかしながら、ポリウレタンフォームにおいて
径の大きいセルが頻出することがあり、セル径が小さす
ぎると通気性が悪くなり、従来のポリウレタンフォーム
ローラをトナー供給ローラとして用いた場合、トナー搬
送量にばらつきが生じ、画像ムラが発生するという問題
があった。また、ローラの通気性が悪いと、トナー詰ま
りが発生し、ローラが硬化し、ローラの耐久性が低下す
るという問題があった。さらに、トナーの付着ムラや、
トナーの小さい塊が落下するというトナーボタ落ちが発
生し、このため良好な画像が得られないという問題があ
った。2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of electrophotographic technology, image forming apparatuses such as dry electrophotographic apparatuses have been used as members for charging, developing, transferring, and supplying toner.
A member made of a polymer material has attracted attention and is used in the form of a roller having elasticity such as a charging roller, a developing roller, a transfer roller, and a toner supply roller. As materials for forming these members, rubber such as natural rubber, EPDM (ethylene propylene diene rubber), silicone rubber, or polymer elastomer or foam such as polyurethane is used. These are conductive carbon such as carbon black, By mixing powders of metals and metal oxides and ionic conductive substances such as sodium perchlorate,
Conductivity is imparted. Among polymer materials, polyurethane is often used because it can be a member having a low hardness suitable for the conductive member. As a method of obtaining a polyurethane foam having a low hardness, there are a method of using a foaming agent such as water and a low boiling point compound, a method of mechanical stirring, a method of selecting raw materials and a formulation for determining the chemical structure of polyurethane, and the like. However, in polyurethane foam, cells with a large diameter may appear frequently, and if the cell diameter is too small, the air permeability deteriorates, and when a conventional polyurethane foam roller is used as a toner supply roller, the toner conveyance amount varies, There is a problem that image unevenness occurs. Further, when the air permeability of the roller is poor, there is a problem that the toner is clogged, the roller is hardened, and the durability of the roller is lowered. In addition, uneven toner adhesion,
There is a problem in that a small lump of toner drops, which causes toner flapping, which makes it impossible to obtain a good image.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来のトナー供給ローラが有する問題を解消し、良質な
画像を与え得るトナー供給ローラなどとして好適なポリ
ウレタンフォームローラ、及びこのトナー供給ローラを
装着してなる画像形成装置を提供することを目的とする
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problems of the conventional toner supply roller and is suitable as a toner supply roller capable of giving a high quality image, and a polyurethane foam roller, and the toner supply roller. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、トナー供
給ローラなどとして好適なポリウレタンフォーム製のロ
ーラについて鋭意研究を重ねた結果、ポリウレタンフォ
ームを形成する原料であるイソシアネート成分として特
定の二種類のイソシアネートを特定の割合で用いること
により、トナー供給ローラとして用いたときに良好な画
像を得ることができ、また、帯電ローラ、現像ローラ、
転写ローラ、クリーニングローラ及び紙送りローラなど
として好適であることを見出した。本発明は、かかる知
見に基づいて完成したものである。すなわち、本発明
は、イソシアネート成分とポリオール成分を含むポリウ
レタン材料を反応硬化させることにより得られるポリウ
レタンフォームからなるローラにおいて、イソシアネー
ト成分が、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）とジフ
ェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）との質量比が
３０／７０〜７０／３０（ＴＤＩ／ＭＤＩ）のものであ
り、ポリオール成分が、エチレンオキサイドとプロピレ
ンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオールで
あることを特徴とするポリウレタンフォームローラを提
供するものである。また、本発明は、上記ポリウレタン
フォームローラをトナー供給ローラとして装着してなる
画像形成装置を提供するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The inventors of the present invention have conducted extensive studies on a roller made of polyurethane foam suitable as a toner supply roller, and as a result, have identified two specific types of isocyanate components as raw materials for forming polyurethane foam. By using the above isocyanate in a specific ratio, a good image can be obtained when used as a toner supply roller, and a charging roller, a developing roller,
It has been found that it is suitable as a transfer roller, a cleaning roller, a paper feed roller, and the like. The present invention has been completed based on such findings. That is, in the present invention, in a roller made of a polyurethane foam obtained by reacting and curing a polyurethane material containing an isocyanate component and a polyol component, the isocyanate component has a mass ratio of tolylene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI). Is 30/70 to 70/30 (TDI / MDI), and the polyol component is a polyether polyol obtained by addition-polymerizing ethylene oxide and propylene oxide. . The present invention also provides an image forming apparatus in which the polyurethane foam roller is mounted as a toner supply roller.
【０００５】[0005]
【発明の実施の形態】本発明においては、イソシアネー
ト成分がとして、トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）
とジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）との質
量比が３０／７０〜７０／３０（ＴＤＩ／ＭＤＩ）、好
ましくは４０／６０〜６０／４０のものを用いる。ＴＤ
Ｉ／ＭＤＩが３０／７０〜７０／３０の範囲外である
と、セル荒れを生じ、径の大きいセルが頻出する。ＴＤ
Ｉ／ＭＤＩが４０／６０以上であると、径が小さく通気
性の良いフォームが得られる。なお、本発明において
は、ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）とし
ては、粗製ジフェニルメタンジイソシアネート（クルー
ドＭＤＩ）も含む。ＭＤＩ中のモノメリック含有量は、
３０〜７０質量％であることが好ましい。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, the isocyanate component is tolylene diisocyanate (TDI).
And the mass ratio of diphenylmethane diisocyanate (MDI) is 30/70 to 70/30 (TDI / MDI), preferably 40/60 to 60/40 is used. TD
When the I / MDI is out of the range of 30/70 to 70/30, cell roughening occurs and cells having a large diameter frequently appear. TD
When the I / MDI is 40/60 or more, a foam having a small diameter and good air permeability can be obtained. In the present invention, diphenylmethane diisocyanate (MDI) also includes crude diphenylmethane diisocyanate (crude MDI). The monomeric content of MDI is
It is preferably 30 to 70% by mass.
【０００６】本発明で用いるポリエーテルポリオール
は、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加
重合して得られるものである。重量平均分子量は3,００
０〜１3,０００、官能基数が２〜５のものが好ましく、
重量平均分子量は3,０００〜8,０００がより好ましい。
このようなポリエーテルポリオールは、グリセリン、ト
リメチロールプロパン、ヘキサントリオール、トリエタ
ノールアミン、ジグリセリン、ペンタエリスリトール、
エチレンジアミン、メチルグルコジット、芳香族ジアミ
ン、ソルビトール、ショ糖、リン酸等を出発物質として
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドを付加重合
することにより得ることができる。特に、グリセリン、
トリメチロールプロパン、ヘキサントリオールを出発物
質としたものが好適である。付加するエチレンオキサイ
ドとプロピレンオキサイドの比率やミクロ構造について
は、エチレンオキサイドの比率が３〜８０質量％が好ま
しく、より好ましくは７〜５０質量％である。そして末
端にエチレンオキサイドが付加しているものが好ましく
用いられる。また、分子鎖中のエチレンオキサイドとプ
ロピレンオキサイドの配列は、ランダムであるのが好ま
しい。本発明で用いるポリエーテルポリオールは、その
末端水酸基が１級水酸基であるものが５０％以上である
ことが、フォームのセルを微細化させる点から好まし
く、６３％以上がより好ましい。ポリエーテルポリオー
ルの配合量は、ポリオール成分とイソシアネート成分の
合計量中６０〜９５質量％であることが好ましく、７０
〜８８質量％がより好ましい。The polyether polyol used in the present invention is obtained by addition polymerization of ethylene oxide and propylene oxide. Weight average molecular weight is 3,000
0 to 13,000, preferably 2 to 5 functional groups,
The weight average molecular weight is more preferably 3,000 to 8,000.
Such polyether polyols include glycerin, trimethylolpropane, hexanetriol, triethanolamine, diglycerin, pentaerythritol,
It can be obtained by addition-polymerizing ethylene oxide and propylene oxide using ethylenediamine, methyl glucogit, aromatic diamine, sorbitol, sucrose, phosphoric acid or the like as a starting material. Especially glycerin,
Those starting from trimethylolpropane or hexanetriol are preferred. Regarding the ratio of ethylene oxide and propylene oxide to be added and the microstructure, the ratio of ethylene oxide is preferably 3 to 80% by mass, more preferably 7 to 50% by mass. Those having ethylene oxide added to the terminal are preferably used. Further, the arrangement of ethylene oxide and propylene oxide in the molecular chain is preferably random. The polyether polyol used in the present invention preferably has a terminal hydroxyl group of primary hydroxyl group of 50% or more from the viewpoint of making the cells of the foam fine, and more preferably 63% or more. The content of the polyether polyol is preferably 60 to 95 mass% in the total amount of the polyol component and the isocyanate component, and 70
It is more preferable to be 88% by mass.
【０００７】エチレンオキサイドとプロピレンオキサイ
ドを付加重合したポリエーテルポリオールに、ポリテト
ラメチレンエーテルグリコールをブレンドして用いるこ
とも好ましく、この場合エチレンオキサイドとプロピレ
ンオキサイドを付加重合したポリエーテルポリオール
と、ポリテトラメチレンエーテルグリコールの比率が９
０：１０〜１０：９０の範囲になるように用いるのが好
ましく、特に７０：３０〜４０：６０の範囲になるよう
に用いるのがさらに好ましい。また、上記ポリオール成
分とともに、本発明の目的が損なわれない範囲で、ポリ
オールにメラミンを付加したポリオール、アジピン酸等
の酸成分とエチレングリコール等のグリコール成分を縮
合して得られるポリエステルポリオール、ε一カプロラ
クタムを開環重合して得られるポリエステルポリオー
ル、ポリカーボネートジオール、ブタンジオール等のジ
オール類、トリメチロールプロパンなどのポリオール類
やそれらの誘導体を併用することができる。前記ポリイ
ソシアネート成分とポリオール成分は、ＮＣＯ基／ＯＨ
基モル比が、0.９〜1.５、好ましくは1.０〜1.２の範囲
になるような割合で用いるのが有利である。It is also preferable to use a poly (tetramethylene ether glycol) blended with a polyether polyol obtained by addition-polymerizing ethylene oxide and propylene oxide. In this case, a polyether polyol obtained by addition-polymerizing ethylene oxide and propylene oxide and polytetramethylene are used. The ratio of ether glycol is 9
It is preferably used in the range of 0:10 to 10:90, and particularly preferably used in the range of 70:30 to 40:60. Further, together with the above-mentioned polyol component, a polyol obtained by condensing a polyol in which melamine is added to the polyol, an acid component such as adipic acid and a glycol component such as ethylene glycol, etc. within a range not impairing the object of the present invention, ε- Polyester polyols obtained by ring-opening polymerization of caprolactam, diols such as polycarbonate diol and butane diol, polyols such as trimethylol propane and derivatives thereof can be used in combination. The polyisocyanate component and the polyol component are NCO groups / OH
It is advantageous to use it in such a proportion that the molar ratio of the groups is in the range of 0.9 to 1.5, preferably 1.0 to 1.2.
【０００８】本発明のローラを導電性のものとする場
合、カーボン導電剤又はイオン導電剤を、ポリオール成
分及びイソシアネート成分を含むポリウレタン材料に添
加する。カーボン導電剤としては、例えば電化ブラッ
ク，ケッチェンブラック，アセチレンブラックなどのガ
スブラック，インクブラックを含むオイルファーネスブ
ラック，サーマルブラック，チャンネルブラック，ラン
プブラックなどが挙げられる。イオン導電剤としては、
例えばテトラエチルアンモニウム，テトラブチルアンモ
ニウム，ラウリルトリメチルアンモニウムなどのドデシ
ルトリメチルアンモニウム，ステアリルトリメチルアン
モニウムなどのオクタデシルトリメチルアンモニウム，
ヘキサデシルトリメチルアンモニウム，ベンジルトリメ
チルアンモニウム，変性脂肪族ジメチルエチルアンモニ
ウムなどの過塩素酸塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，
ヨウ素酸塩，ホウフッ化水素酸塩，硫酸塩，アルキル硫
酸塩，カルボン酸塩，スルホン酸塩などのアンモニウム
塩；リチウム，ナトリウム，カルシウム，マグネシウム
などのアルカリ金属又はアルカリ土類金属の過塩素酸
塩，塩素酸塩，塩酸塩，臭素酸塩，ヨウ素酸塩，ホウフ
ッ化水素酸塩，トリフルオロメチル硫酸塩，スルホン酸
塩などが挙げられる。これらの導電剤は一種用いてもよ
く、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、その
配合量は特に制限はなく、各種状況に応じて適宜選定さ
れるが、通常、高分子材料１００質量部に対し、0.１〜
４０質量部、好ましくは0.３〜２０質量部の割合で配合
される。また、ポリウレタン材料には、本発明の効果が
損なわれない範囲で、所望により、前記カーボン導電剤
及びイオン導電剤と共に、金属粉，金属酸化物粉などの
フィラー系導電材料を適宜添加することができる。When the roller of the present invention is made electrically conductive, a carbon conductive agent or an ionic conductive agent is added to a polyurethane material containing a polyol component and an isocyanate component. Examples of the carbon conductive agent include gas black such as electrified black, Ketjen black, and acetylene black, oil furnace black including ink black, thermal black, channel black, lamp black, and the like. As an ion conductive agent,
For example, tetradecylammonium, tetrabutylammonium, dodecyltrimethylammonium such as lauryltrimethylammonium, octadecyltrimethylammonium such as stearyltrimethylammonium,
Hexadecyltrimethylammonium, benzyltrimethylammonium, modified aliphatic dimethylethylammonium perchlorate, chlorate, hydrochloride, bromate, etc.
Ammonium salts such as iodates, borohydrofluorates, sulfates, alkylsulfates, carboxylates and sulfonates; alkali metal or alkaline earth metal perchlorates such as lithium, sodium, calcium and magnesium , Chlorate, hydrochloride, bromate, iodate, borofluoride, trifluoromethyl sulfate, sulfonate and the like. These conductive agents may be used alone or in combination of two or more. Further, the blending amount thereof is not particularly limited and may be appropriately selected depending on various situations, but is usually 0.1 to 100 parts by mass of the polymer material.
It is added in an amount of 40 parts by mass, preferably 0.3 to 20 parts by mass. If desired, a filler-based conductive material such as a metal powder or a metal oxide powder may be appropriately added to the polyurethane material together with the carbon conductive agent and the ion conductive agent as long as the effect of the present invention is not impaired. it can.
【０００９】本発明で用いるポリウレタン材料には、整
泡剤や界面活性剤を含有させることがポリウレタンフォ
ームのセルを安定させるために好ましい。整泡剤として
は、例えばポリジメチルシロキサン−ポリオキシアルキ
レン共重合物からなるシリコーン整泡剤が、不活性ガス
の導入と機械的攪拌の併用によって発泡硬化させた場合
に、セル径が安定するので好適である。上記ポリジメチ
ルシロキサン−ポリオキシアルキレン共重合物の分子構
造は、通常分子量３５０〜１5,０００程度のポリジメチ
ルシロキサン部分と分子量２００〜9,０００程度のポリ
オキシアルキレン部分からなり、ポリオキシアルキレン
部分の分子構造は、エチレンオキサイドの付加重合物や
エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共付加重
合物が好ましく、またその末端がエチレンオキサイドで
あるものが好ましい。界面活性剤としては、カチオン性
界面活性剤，アニオン性界面活性剤，両性界面活性剤等
のイオン系界面活性剤や各種ポリエーテル，各種ポリエ
ステル等のノニオン性界面活性剤が挙げられ、シリコー
ン整泡剤と併用することができる。シリコーン整泡剤や
各種界面活性剤の配合量は、ポリオール成分１００質量
部に対して0.１〜１０質量部とすることが好ましく、0.
５〜５質量部とすることがさらに好ましい。The polyurethane material used in the present invention preferably contains a foam stabilizer and a surfactant in order to stabilize the cells of the polyurethane foam. As the foam stabilizer, for example, a silicone foam stabilizer composed of polydimethylsiloxane-polyoxyalkylene copolymer, the cell diameter becomes stable when foam-cured by the combined use of introduction of an inert gas and mechanical stirring. It is suitable. The molecular structure of the polydimethylsiloxane-polyoxyalkylene copolymer is usually composed of a polydimethylsiloxane moiety having a molecular weight of about 350 to 15,000 and a polyoxyalkylene moiety having a molecular weight of about 200 to 9,000. The molecular structure is preferably an addition polymer of ethylene oxide or a co-addition polymer of ethylene oxide and propylene oxide, and one having an ethylene oxide terminal is preferable. Examples of the surfactant include ionic surfactants such as cationic surfactants, anionic surfactants and amphoteric surfactants, and various nonionic surfactants such as various polyethers and polyesters. It can be used in combination with agents. The compounding amount of the silicone foam stabilizer and various surfactants is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyol component.
It is more preferable that the amount is 5 to 5 parts by mass.
【００１０】本発明で用いるポリウレタン材料には、通
常ウレタン反応触媒が配合される。このウレタン反応触
媒としては、トリエチルアミン，ジメチルシクロヘキシ
ルアミン等のモノアミン類、テトラメチルエチレンジア
ミン，テトラメチルプロパンジアミン，テトラメチルヘ
キサンジアミン等のジアミン類、ペンタメチルジエチレ
ントリアミン，ペンタメチルジプロピレントリアミン，
テトラメチルグアニジン等のトリアミン類、トリエチレ
ンジアミン，ジメチルピペラジン，メチルエチルピペラ
ジン，メチルモルホリン，ジメチルアミノエチルモルホ
リン，ジメチルイミダゾール等の環状アミン類、ジメチ
ルアミノエタノール，ジメチルアミノエトキシエタノー
ル，トリメチルアミノエチルエタノールアミン，メチル
ヒドロキシエチルピペラジン，ヒドロキシエチルモルホ
リン等のアルコールアミン類、ビス（ジメチルアミノエ
チル）エーテル，エチレングリコールビス（ジメチル）
アミノプロピルエーテル等のエーテルアミン類、スタナ
スオクトエート，ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫
ジラウレート，ジブチル錫マーカプチド，ジブチル錫チ
オカルボキシレート，ジブチル錫ジマレエート，ジオク
チル錫マーカプチド，ジオクチル錫チオカルボキシレー
ト，フェニル水銀プロピオン酸塩，オクテン酸塩等の有
機金属化合物等の公知の触媒を単独、または二種以上組
み合わせて用いることができる。これらの中で不活性ガ
スの導入と機械的攪拌の併用によって発泡硬化させた場
合に、セル径が安定する点から、特にスタナスオクトエ
ート，ジブチル錫ジアセテート，ジブチル錫ジラウレー
ト，ジブチル錫マーカプチド，ジブチル錫チオカルボキ
シレート，ジブチル錫ジマレエート，ジオクチル錫マー
カプチド，ジオクチル錫チオカルボキシレート，フェニ
ル水銀プロピオン酸塩，オクテン酸塩等の有機金属化合
物が好ましい。The polyurethane material used in the present invention is usually blended with a urethane reaction catalyst. As the urethane reaction catalyst, monoamines such as triethylamine and dimethylcyclohexylamine, diamines such as tetramethylethylenediamine, tetramethylpropanediamine and tetramethylhexanediamine, pentamethyldiethylenetriamine, pentamethyldipropylenetriamine,
Triamines such as tetramethylguanidine, triethylenediamine, dimethylpiperazine, methylethylpiperazine, methylmorpholine, dimethylaminoethylmorpholine, cyclic amines such as dimethylimidazole, dimethylaminoethanol, dimethylaminoethoxyethanol, trimethylaminoethylethanolamine, methyl Alcohol amines such as hydroxyethylpiperazine and hydroxyethylmorpholine, bis (dimethylaminoethyl) ether, ethylene glycol bis (dimethyl)
Ether amines such as aminopropyl ether, stannas octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin mercaptide, dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin mercaptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercury propion Known catalysts such as organic acid compounds such as acid salts and octenoates can be used alone or in combination of two or more kinds. Among them, stanas octoate, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin mercaptide, from the viewpoint that the cell diameter becomes stable when foaming and curing are carried out by using the introduction of an inert gas and mechanical stirring together. Organometallic compounds such as dibutyltin thiocarboxylate, dibutyltin dimaleate, dioctyltin mercaptide, dioctyltin thiocarboxylate, phenylmercury propionate and octenoate are preferred.
【００１１】ポリウレタンフォームを製造する際の発泡
方法としては、例えば水、有機溶剤、各種代替フロン等
の発泡剤による方法、機械的な攪拌により気泡を混入す
る方法等が好ましく用いられる。なお発泡倍率は、適宜
定めればよく、特に制限はない。ポリウレタンフォーム
を製造する際の配合および加熱硬化は、上記ポリオール
成分、イソシアネート成分、導電剤、反応触媒及び所望
により用いられる各種添加成分を混合撹絆し、上記方法
により気泡を混入させ、所定のモールド等に注型するか
又はブロック状に自由発泡させるなどの操作を行った
後、加熱硬化させる方法が好ましく用いられる。As a foaming method for producing a polyurethane foam, for example, a method using water, an organic solvent, a foaming agent such as various alternative CFCs, a method of mixing air bubbles by mechanical stirring and the like are preferably used. The foaming ratio may be appropriately determined and is not particularly limited. The compounding and heat curing for producing a polyurethane foam are carried out by mixing and stirring the above-mentioned polyol component, isocyanate component, conductive agent, reaction catalyst and various optional components used, and mixing air bubbles by the above-mentioned method to obtain a predetermined mold. It is preferable to use a method of performing heat-curing after performing operations such as casting in a mold or free foaming in a block shape.
【００１２】本発明のポリウレタンフォームローラは、
フォームの２５ｍｍ当たりのセル数が７８個以上、平均
セル径が２０〜３５０μｍのものである。本発明のポリ
ウレタンフォームローラは、その用途については特に制
限はなく、例えばトナー供給ローラ、帯電ローラ、現像
ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ及び紙送りロ
ーラなどとして用いることができるが、特にトナー供給
ローラとして、好適である。トナー供給ローラとして用
いる場合、通常、硫黄快削鋼などの鋼材に亜鉛などのメ
ッキを施した金属部材や、アルミニウム，ステンレスな
どの金属部材の一部又は全体が該ポリウレタンフォーム
で被覆された構造とすることができる。上記金属部材と
ポリウレタンフォームの接合方法としては、特に制限は
ないが、例えば金属部材を予めモールド内部に配設して
おき、ポリウレタン材料を発泡硬化させて金属部材の外
周にポリウレタンフォームからなる弾性層を形成させる
方法、スラブ状ポリウレタンフォームを所定の形状に切
断や研削などの方法で成形した後、金属部材に接着させ
る方法などを用いることができる。いずれの方法でも必
要に応じて金属部材とポリウレタンフォームの間に接着
層を設けることができ、この接着層には、接着剤やホッ
トメルトシート等の公知の材料を用いることができる。The polyurethane foam roller of the present invention comprises:
The foam has 78 or more cells per 25 mm and an average cell diameter of 20 to 350 μm. The polyurethane foam roller of the present invention is not particularly limited in its use, and can be used as, for example, a toner supply roller, a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a cleaning roller, a paper feed roller, or the like, but particularly as a toner supply roller. Is preferred. When used as a toner supply roller, usually, a metal member obtained by plating a steel material such as sulfur free-cutting steel with zinc or the like, or a structure in which a part or the whole of a metal member such as aluminum or stainless steel is covered with the polyurethane foam is used. can do. The method for joining the metal member and the polyurethane foam is not particularly limited, but for example, the metal member is previously disposed inside the mold, and the polyurethane material is foamed and cured to form an elastic layer of polyurethane foam on the outer periphery of the metal member. It is possible to use a method of forming a slab-shaped polyurethane foam, a method of forming a slab-shaped polyurethane foam into a predetermined shape by a method such as cutting or grinding, and then adhering it to a metal member. In any of these methods, an adhesive layer can be provided between the metal member and the polyurethane foam, if necessary, and a known material such as an adhesive or a hot melt sheet can be used for this adhesive layer.
【００１３】本発明のポリウレタンフォームローラをト
ナー供給ローラとして装着した画像形成装置としては、
図１に示す画像形成装置を例示することができる。図１
は、電子写真方式による画像形成装置の一例を示す概要
図であって、トナー供給ローラ３と潜電潜像を保持した
画像形成体（静電潜像担持体）１との間に現像ローラ２
がその外周面を画像形成体１の表面に近接させた状態で
配設され、かつ画像形成体１に紙などの記録媒体８を介
して、転写ローラ５を当接させた構造を示している。ト
ナー供給ローラ３，現像ローラ２及び画像形成体１を矢
印方向に回転させることにより、トナーがトナー供給ロ
ーラ３により、現像ローラ２の表面に供給され、層規制
ブレード４によって均一な薄層に整えられたのち、画像
形成体１上の潜像に付着し、該潜像が可視化される。そ
して画像形成体１と転写ローラ５との間に電界を発生さ
せることにより、画像形成体１上のトナー画像を記録媒
体８に転写させる。また、６はクリーニングローラであ
り、このクリーニングローラ６により、転写後に画像形
成体１表面に残留するトナーが除去される。なお、７は
帯電ローラである。An image forming apparatus equipped with the polyurethane foam roller of the present invention as a toner supply roller is
The image forming apparatus shown in FIG. 1 can be exemplified. Figure 1
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an image forming apparatus of an electrophotographic system, in which a developing roller 2 is provided between a toner supply roller 3 and an image forming body (electrostatic latent image carrier) 1 holding a latent electrostatic image.
Shows a structure in which the outer peripheral surface of the image forming body 1 is disposed close to the surface of the image forming body 1, and the transfer roller 5 is brought into contact with the image forming body 1 via a recording medium 8 such as paper. . By rotating the toner supply roller 3, the developing roller 2 and the image forming body 1 in the direction of the arrow, the toner is supplied to the surface of the developing roller 2 by the toner supply roller 3 and is formed into a uniform thin layer by the layer regulating blade 4. After that, the latent image is adhered to the image forming body 1 and the latent image is visualized. Then, by generating an electric field between the image forming body 1 and the transfer roller 5, the toner image on the image forming body 1 is transferred to the recording medium 8. Further, 6 is a cleaning roller, which removes the toner remaining on the surface of the image forming body 1 after the transfer. Incidentally, 7 is a charging roller.
【００１４】[0014]
【実施例】次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説
明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定さ
れるものではない。なお、実施例および比較例で得られ
たローラを、下記の方法により評価した。EXAMPLES Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. The rollers obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods.
【００１５】（１）セル数及び平均セル径
ハイロックス（株）製のＣＣＤビデオカメラを用い、約
７０倍の倍率で写真撮影を行い、その画像により測定し
た。セル数は、２５ｍｍの直線上にあるセル数を測定し
た。平均セル径は、５ｍｍ×６ｍｍの長方形内にあるセ
ル直径を測定し、その平均を求めた。
（２）トナー付着ムラ
ローラをプリンターに組み込んでベタ印刷を行い、その
後ローラを慎重に取り出し、トナー付着の濃淡を目視で
観察し、ムラがない場合を○、ややムラがある場合を
△、ムラがある場合を×とした。
（３）トナーボタ落ち
上記（２）の観察が終了した後、ローラを水平に保ち、
周方向に回転させた後、トナーの小さい塊が落下するか
否かを観察し、トナーのボタ落ちがない場合を○、トナ
ーのボタ落ちがある場合を×とした。
（４）画像ムラ
初期印刷及び３万枚印刷後の画像を目視で観察し、画像
ムラがない場合を○、画像ムラがある場合を×とした。
（５）トナー詰まり性
画像を３万枚印刷した後のトナー供給ローラの表面を指
触により確認し、トナー詰まりがない場合を○、トナー
詰まりがある場合を×とした。(1) Number of cells and average cell diameter A CCD video camera manufactured by Hylox Co., Ltd. was used to take photographs at a magnification of about 70 times, and the images were measured. As the number of cells, the number of cells on a straight line of 25 mm was measured. The average cell diameter was obtained by measuring the cell diameter within a 5 mm × 6 mm rectangle. (2) Incorporating a toner adhesion unevenness roller into a printer to perform solid printing, then carefully take out the roller, and visually observe the density of toner adhesion. If there is no unevenness, ○; if there is some unevenness, Δ In some cases, it was marked as x. (3) Toner flapping off After the observation in (2) above is completed, keep the roller horizontal,
After rotating in the circumferential direction, it was observed whether or not small lumps of toner fell, and when the toner did not drop off, it was rated as O, and when there was toner flapping, it was rated as X. (4) Image unevenness The images after initial printing and after printing 30,000 sheets were visually observed. When there was no image unevenness, it was marked with ◯, and when there was image unevenness, it was marked with x. (5) Toner clogging property The surface of the toner supply roller after printing 30,000 sheets of the image was confirmed by touching with a finger. When there was no toner clogging, the mark was ◯, and when there was toner clogging, the mark was x.
【００１６】実施例１〜４及び比較例１
ポリエーテルポリオールとして、官能基数が３、重量平
均分子量が約5,０００、エチレンオキサイドの割合が約
１３質量％、かつ末端水酸基が１級水酸基である割合が
約８０％である、プロピレンオキサイド・エチレンオキ
サイド付加重合ポリエーテルポリオール（ＦＡ７０３，
三共化成（株）製）を用い、イソシアネートとして、ト
リレンジイソシアネート（ＴＤＩ−８０）と粗製ジフェ
ニルメタンジイソシアネート（粗ＭＤＩ）とを表１に示
す質量比で用い、表１に示す配合成分を混合攪拌した。
表１において、ジエタノールアミンは架橋剤である。得
られた混合物を直径６ｍｍ、長さ３００ｍｍの金属製シ
ャフトを中心に配設した、内径２０ｍｍ、長さ３４０ｍ
ｍのモールドに注型し、テフロン（登録商標）製キャッ
プで密閉し、１００℃で５時間キュアして、脱型し、ポ
リウレタンフォーム製ローラを作製した。このローラを
上記評価法により評価した。また、得られたローラを図
１に示す画像形成装置にトナー供給ローラとして組み込
み、上記評価方法により評価した。結果を表１に示す。Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 As a polyether polyol, the number of functional groups is 3, the weight average molecular weight is about 5,000, the proportion of ethylene oxide is about 13% by mass, and the terminal hydroxyl groups are primary hydroxyl groups. Propylene oxide / ethylene oxide addition-polymerized polyether polyol (FA703, whose ratio is about 80%)
Sankyo Kasei Co., Ltd. was used, and as the isocyanate, tolylene diisocyanate (TDI-80) and crude diphenylmethane diisocyanate (crude MDI) were used at the mass ratios shown in Table 1, and the mixing components shown in Table 1 were mixed and stirred. .
In Table 1, diethanolamine is a cross-linking agent. The obtained mixture was arranged around a metal shaft having a diameter of 6 mm and a length of 300 mm, an inner diameter of 20 mm and a length of 340 m.
m was cast into a mold, sealed with a Teflon (registered trademark) cap, cured at 100 ° C. for 5 hours, and released from the mold to prepare a polyurethane foam roller. This roller was evaluated by the above evaluation method. Further, the obtained roller was incorporated into the image forming apparatus shown in FIG. 1 as a toner supply roller and evaluated by the above evaluation method. The results are shown in Table 1.
【００１７】[0017]
【表１】 [Table 1]
【００１８】[0018]
【発明の効果】本発明のポリウレタンフォーム製ローラ
は、トナー供給ローラとして用いたときに良好な画像を
得ることができるものであり、また、帯電ローラ、現像
ローラ、転写ローラ、クリーニングローラ及び紙送りロ
ーラなどとしても好適に使用できるものである。INDUSTRIAL APPLICABILITY The polyurethane foam roller of the present invention can obtain a good image when used as a toner supply roller, and also has a charging roller, a developing roller, a transfer roller, a cleaning roller, and a paper feed. It can also be suitably used as a roller or the like.
【図１】電子写真方式による画像形成装置の一例を示す
概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an electrophotographic image forming apparatus.
１：画像形成体 ２：現像ローラ ３：トナー供給ローラ ４：層規制ブレード ５：転写ローラ ６：クリーニングローラ ７：帯電ローラ ８：記録媒体 1: Image forming body 2: Developing roller 3: Toner supply roller 4: Layer control blade 5: Transfer roller 6: Cleaning roller 7: charging roller 8: Recording medium
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５０ Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５０ ３Ｊ１０３ 15/02 １０１ 15/02 １０１ ４Ｊ００２ 15/08 ５０１ 15/08 ５０１Ａ ４Ｊ０３４ ５０１Ｄ 15/16 １０３ 15/16 １０３ 21/10 Ｃ０８Ｇ 101:00 //(Ｃ０８Ｇ 18/48 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３１２ 101:00） Ｆターム(参考） 2H071 BA43 DA06 DA08 DA09 DA13 2H077 AC04 AD06 FA22 2H134 GA01 GB02 HA05 HA17 KD08 KD12 KE01 KH01 KH15 2H200 FA02 GA23 GA44 GB15 HA02 HB12 HB22 HB45 JA02 JA25 JB10 LA12 LC03 MA03 MA08 MA12 MA13 MA17 MA20 3F049 AA10 CA13 CA16 LA01 LB01 3J103 AA02 BA41 FA18 GA02 GA58 GA74 HA03 HA12 HA48 4J002 CK041 DA036 EN136 FD116 GM00 GS00 4J034 DG09 HA01 HA07 HA14 HC12 HC61 HC64 HC67 HC71 QC01 QC03 RA05 RA16 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03G 15/00 550 G03G 15/00 550 3J103 15/02 101 15/02 101 4J002 15/08 501 15/08 501A 4J034 501D 15/16 103 15/16 103 21/10 C08G 101: 00 // (C08G 18/48 G03G 21/00 312 101: 00) F term (reference) 2H071 BA43 DA06 DA08 DA09 DA13 2H077 AC04 AD06 FA22 2H134 GA01 GB02 HA05 HA17 KD08 KD12 KE01 KH01 KH15 2H200 FA02 GA23 GA44 GB15 HA02 HB12 HB22 HB45 JA02 JA25 JB10 LA12 LC03 MA03 MA08 MA12 MA13 MA17 MA20 3F049 AA10 CA13 CA16 LA01 GA48 GA1 4 HA07 HA12 GA41 FA74 GA03 GA08 FA41 GA18 HA02 GM00 GS00 4J034 DG09 HA01 HA07 HA14 HC12 HC61 HC64 HC67 HC71 QC01 QC03 RA05 RA16
Claims (7)
含むポリウレタン材料を反応硬化させることにより得ら
れるポリウレタンフォームからなるローラにおいて、イ
ソシアネート成分が、トリレンジイソシアネート（ＴＤ
Ｉ）とジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）と
の質量比が３０／７０〜７０／３０（ＴＤＩ／ＭＤＩ）
のものであり、ポリオール成分が、エチレンオキサイド
とプロピレンオキサイドを付加重合したポリエーテルポ
リオールであることを特徴とするポリウレタンフォーム
ローラ。1. A roller made of polyurethane foam obtained by reacting and curing a polyurethane material containing an isocyanate component and a polyol component, wherein the isocyanate component is tolylene diisocyanate (TD).
The mass ratio of I) to diphenylmethane diisocyanate (MDI) is 30/70 to 70/30 (TDI / MDI).
The polyurethane foam roller is characterized in that the polyol component is a polyether polyol obtained by addition-polymerizing ethylene oxide and propylene oxide.
〜７０質量％のものである請求項１に記載のポリウレタ
ンフォームローラ。2. The MDI content in MDI is 30.
The polyurethane foam roller according to claim 1, which has a content of ˜70% by mass.
均分子量が3,０００〜１3,０００で、かつ官能基数が２
〜５のものである請求項１又は２に記載のポリウレタン
フォームローラ。3. A polyether polyol having a polymerization average molecular weight of 3,000 to 13,000 and having 2 functional groups.
The polyurethane foam roller according to claim 1 or 2, which is from 5 to 5.
剤，触媒及び整泡剤の中から選ばれた少なくとも一種を
含有するものである請求項１〜３のいずれかに記載のポ
リウレタンフォームローラ。4. The polyurethane foam roller according to claim 1, wherein the polyurethane material further contains at least one selected from a conductivity imparting agent, a catalyst and a foam stabilizer.
ｍ未満のものである請求項１〜４のいずれかに記載のポ
リウレタンフォームローラ。5. The maximum cell diameter of polyurethane foam is 1 m.
The polyurethane foam roller according to any one of claims 1 to 4, which is less than m.
５のいずれかに記載のポリウレタンフォームローラ。6. A toner supply roller comprising:
5. The polyurethane foam roller according to any one of 5 above.
レタンフォームローラを装着してなる画像形成装置。7. An image forming apparatus equipped with the polyurethane foam roller according to claim 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001269669A JP2003073441A (en) | 2001-09-06 | 2001-09-06 | Polyurethane foam roller |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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