JP2008268864A - 電子写真機器用導電性ロール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】導電性シャフト12の外周面に弾性層14が形成され、弾性層14の外周面に、メラミン樹脂やアクリル樹脂などの樹脂を含有する樹脂組成物よりなる表層16が形成され、その表層16中に微粒子20aが含有されている電子写真機器用導電性ロール10aとする。微粒子20aは、略球状に形成され、ゴム状ポリマーよりなる内層22と、内層22を覆うガラス状ポリマーよりなる外層24とを備える二層構造を有している。微粒子20aは、上記樹脂組成物中のポリマー成分100重量部に対して5〜70重量部含有されていることが好ましい。
【選択図】図1
Description
(実施例1G)
<導電性シャフト>
外径6mm、長さ250mmの鉄製で、表面にNiめっきが施されている中実円柱状の導電性シャフトを準備した。
導電性シリコーンゴム(信越化学工業(株)製、「X34−270A/B」)をスタティックミキサにて混合し、弾性層組成物<1>を調製した。
架橋系ウレタン樹脂(三菱化学(株)製、「PTMG1000」を100重量部、日本ポリウレタン(株)製、「ミリオネートMT」を50重量部)と、カーボンブラック(電気化学工業(株)製、「デンカブラックHS−100」)10重量部と、ウレタン粒子(粗さ形成粒子、平均粒径15μm、根上工業製、「C400」)30重量部とをボールミルにより混練した後、MEK400重量部を加えて混合、攪拌することにより、中間層組成物<1>を調製した。
メラミン樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、「スーパーベッカミンL−145」)65重量部と、ジイソシアネート(大日本インキ化学工業(株)製、「バーノックDN955」)35重量部と、カーボンブラック(電気化学工業(株)製、「デンカブラックHS−100」)10重量部とをボールミルにより混練した後、微粒子<1>(ガンツ化成(株)製、「スタフィロイドIM−601」、平均粒径0.3μm)10重量部とMEK400重量部とを加えて、ホモジナイザーで撹拌(10000rpm×10min.)して、表層塗工液<1>を調製した。
その内部に導電性シャフトを同軸にセットした円筒状金型内に、弾性層組成物<1>を注入し、190℃で30分間加熱した後、冷却、脱型した。これにより、導電性シャフトの外周に厚さ3mmの弾性層を有するロール体を作製した。次いで、このロール体の表面に、中間層組成物<1>を、ロールコーティング法により塗工した後、乾燥(硬化)させ、厚さ5μmの中間層を形成した。次いで、この中間層の表面に、表層塗工液<1>を、ロールコーティング法により塗工した後、乾燥(硬化)させ、厚さ7μmの表層を形成した。以上のようにして、実施例1Gに係る現像ロールを作製した。
実施例1Gの表層塗工液の調製において、微粒子<1>の配合量を表1の配合量とした点以外は、実施例1Gと同様にして、実施例2G〜6Gに係る現像ロールを作製した。
実施例1Gの表層塗工液の調製において、さらに、ウレタン粒子(粗さ形成粒子、平均粒径15μm、根上工業(株)製、「C400」)30重量部を配合し、実施例1Gにおいて、中間層を形成しないでロール体の表面に表層を形成した点以外は、実施例1Gと同様にして、実施例7Gに係る現像ロールを作製した。
実施例1Gの表層塗工液の調製において、微粒子<1>を配合しなかった点以外は、実施例1Gと同様にして、比較例1Gに係る現像ロールを作製した。
<表層塗工液の調製>
メラミン樹脂(大日本インキ化学工業(株)製、「スーパーベッカミンL−145」)35重量部と、シリコーン変性アクリル樹脂45重量部と、ジイソシアネート(大日本インキ化学工業(株)製、「バーノックDN955」)20重量部と、カーボンブラック(電気化学工業(株)製、「デンカブラックHS−100」)10重量部とをボールミルにより混練した後、MEK400重量部を加え、混合撹拌して、表層塗工液<3>を調製した。
実施例1Gにおいて、表層塗工液<1>に代えて表層塗工液<3>を塗工して厚さ4μmの表層を形成した点以外は、実施例1Gと同様にして、比較例2Gに係る現像ロールを作製した。
実施例1Gの表層塗工液の調製において、微粒子<1>に代えて微粒子<3>(シリコーンパウダー、信越化学工業(株)製、「X−52−7030」、平均粒径0.8μm)30重量部を配合した点以外は、実施例1Gと同様にして、比較例3Gに係る現像ロールを作製した。
実施例および比較例に係る各現像ロールについて、塗工性、耐摩耗性を評価した。また、各現像ロールをプリンターに組み込んで、初期と耐久後のトナー帯電量をそれぞれ測定し、初期のトナー帯電量と、帯電量低下率の観点から、製品評価をした。
各現像ロール表面を光学顕微鏡((株)ナカデン製、マイクロスコープMx−1200E)で観察し、塗工シワが発生しているか確認した。さらに、各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下で、ハーフトーン画像出し(1枚)を行ない、画像評価をした。ロール表面に塗工シワが発生せず、ハーフトーン画像での濃度むらがなく、細線のとぎれや色むら、スジ画像がなかったものを「◎」とし、ロール表面に塗工シワが発生しているが、画像に影響しない程度であったものを「○」とし、ロール表面に塗工シワが発生し、濃度むらが生じたものを「×」とした。
各現像ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、32.5℃×80%RHの環境下で、画像出しを通紙1000枚(A4サイズ)行ない、その後のロール外観を上記光学顕微鏡で拡大して観察した。中間層または表層に粗さ形成用粒子が存在する粒子トップ部の削れやクラックの発生がなく、画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、粒子トップ部の削れやクラックが発生しており、画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
いわゆる吸引式ファラデーゲージ法を用いて、トナー帯電量の測定を行なった。すなわち、各現像ロールを市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下でベタ黒画像出し中にプリンターを停止する。
(実施例1T)
<導電性シャフト>
外径6mm、長さ252.5mmの鉄製で、表面にNiめっきが施されている中実円柱状の導電性シャフトを準備した。
EPDM(三井化学(株)製、「EPT4045」)100重量部と、カーボンブラック(ケッチェンブラックEC)20重量部と、酸化亜鉛5重量部と、ステアリン酸1重量部と、プロセスオイル(出光化学製、「ダイアナプロセスPW380」)30重量部と、ジニトロソペンタメチレンテトラミン(発泡剤)15重量部と、硫黄1重量部と、ジベンゾチアゾールジスルフィド(架橋促進剤)2重量部と、テトラメチルチウラムモノサルファイド(架橋促進剤)1重量部とを配合し、弾性層組成物<2>を調製した。
ヒドリンゴム(ダイソー製、「エピクロマーCG102」)100重量部と、トリメチルオクタデシルアンモニウムパークロレート1重量部と、シリカ(日本シリカ工業製、「Nipsil ER」)10重量部と、酸化亜鉛(三井金属工業製)5重量部と、ステアリン酸(花王製、「ルナックS−30」)1重量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業製、「ノクセラーDM」)0.5重量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業製、「ノクセラーTT」)0.5重量部と、加硫促進剤(大内新興化学工業製、「ノクセラーTRA」)0.5重量部とを配合し、ロールを用いて混練することにより、中間層組成物<2>を調製した。
フッ素化オレフィン系樹脂(アトフィナジャパン製、「カイナーSL」)100重量部と、導電性酸化チタン(石原テクノ製、「タイペークET−300W」)100重量部とをMEK200重量部に加えこれらをサンドミルで分散させた後、微粒子<1>(ガンツ化成(株)製、「スタフィロイドIM−601」、平均粒径0.3μm)10重量部を加えてホモジナイザーで撹拌(10000rpm、10min.)し、表層塗工液<2>を調製した。
導電性シャフトの外周に接着剤を塗布した後、押出機を用いてこの表面に弾性層組成物<2>および中間層組成物<2>を共押出成形した。次いで、これを金型内で同時架橋・発泡させた。これにより、導電性シャフトの外周に弾性層(厚み2.5mm)が形成され、弾性層の外周に中間層(厚み0.5mm)が形成されたロール体を作製した。次いで、このロール体の表面に表層塗工液<2>をロールコーティング法により塗工し、乾燥させた後、150℃×60分の条件で加熱架橋を行なって、厚さ10μmの表層を形成した。以上のようにして、実施例1Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>の配合量を表2の配合量とした点以外は、実施例1Tと同様にして、実施例2T〜6Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、さらに、ウレタン粒子(粗さ形成粒子、平均粒径6μm、根上工業(株)製、「C800」)20重量部を配合し、微粒子<1>の配合量を表2の配合量とした点以外は、実施例1Tと同様にして、実施例7T〜8Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>に代えて微粒子<2>(ガンツ化成(株)製、「スタフィロイドAC−3355」)、平均粒径0.5μm)を表2の配合量で配合した点以外は、実施例1Tと同様にして、実施例9T〜14Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>に代えて微粒子<2>を表2の配合量で配合し、さらに、ウレタン粒子(粗さ形成粒子、平均粒径6μm、根上工業(株)製、「C800」)20重量部を配合した点以外は、実施例1Tと同様にして、実施例15T〜16Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>を配合しなかった点以外は、実施例1Tと同様にして、比較例1Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>を配合しなかった点およびウレタン粒子(粗さ形成粒子、平均粒径6μm、根上工業(株)製、「C800」)20重量部を配合した点以外は、実施例1Tと同様にして、比較例2Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>を配合しなかった点および表2に示す表層の厚みとした点以外は、実施例1Tと同様にして、比較例3Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>を配合しなかった点、ウレタン粒子(粗さ形成粒子、平均粒径6μm、根上工業(株)製、「C800」)20重量部を配合した点、および、表2に示す表層の厚みとした点以外は、実施例1Tと同様にして、比較例4Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例1Tの表層塗工液の調製において、微粒子<1>に代えて微粒子<3>(シリコーンパウダー、信越化学工業(株)製、「X−52−7030」、平均粒径0.8μm)10重量部を配合し、表2に示す表層の厚みとした点以外は、実施例1Tと同様にして、比較例5Tに係る帯電ロールを作製した。
実施例および比較例に係る各帯電ロールについて、塗工性、耐久性を評価した。耐久性は、ロール表面のクラックや剥がれ、およびロール表面のトナー融着の観点から評価した。
各帯電ロール表面を光学顕微鏡((株)ナカデン製、マイクロスコープMx−1200E)で観察し、塗工シワが発生しているか確認した。さらに、各帯電ロールを市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、20℃×50%RHの環境下でハーフトーン画像出し(1枚)を行ない画像評価をした。ロール表面に塗工シワが発生せず、ハーフトーン画像での濃度むらがなく、細線のとぎれや色むら、スジ画像がなかったものを「○」とし、ロール表面に塗工シワが発生し、濃度むらが生じたものを「×」とした。
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、32.5℃×80%RHの環境下で、画像出しを通紙1000枚(A4サイズ)行ない、20℃×50%RHの環境下で画像評価を行なった。また、その後のロール外観を上記光学顕微鏡で拡大して観察した。ロール表面にクラックや剥がれが発生せず、画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、ロール表面にクラックや剥がれが発生しており、画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
各帯電ロールを、φ30の金属ロール上で荷重2kgを軸端に載せ12時間空回転させた後に、20℃×50%RHの環境下で画像評価を行なった。また、その後のロール外観を上記光学顕微鏡で拡大して観察した。ロール表面にクラックや剥がれが発生せず、画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、ロール表面にクラックや剥がれが発生しており、画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
各帯電ロールを、市販のカラーレーザープリンター(キヤノン(株)製、「LBP−2510」)に組み込み、32.5℃×80%RHの環境下で画像出しを通紙5000枚(A4サイズ)行ない、20℃×50%RHの環境下で画像評価を行なった。ロール表面にトナー融着が発生していない、または画像の乱れがなかった場合を合格「○」とし、ロール表面にトナー融着が発生しており画像に乱れが生じた場合を不合格「×」とした。
12 導電性シャフト
14 弾性層
16 表層
18 中間層
20a、20b 微粒子
22 内層(ゴム状ポリマー層)
24 外層(ガラス状ポリマー層)
26 内層(ガラス状ポリマー層)
Claims (7)
- 軸体の外周に、少なくとも、弾性層と、樹脂組成物よりなる表層とが順に積層され、
前記表層中には、多層構造を有する微粒子が含有され、
前記微粒子は、多層構造の内層に位置する少なくとも1層がゴム状ポリマーよりなり、多層構造の外層はガラス状ポリマーよりなることを特徴とする電子写真機器用導電性ロール。 - 前記微粒子は、前記樹脂組成物中のポリマー成分100重量部に対して5〜70重量部含有されていることを特徴とする請求項1に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記ガラス状ポリマーは、ガラス転移点が60℃以上であることを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記微粒子に占める前記ゴム状ポリマーよりなる内層の割合は、40〜90重量%の範囲内にあることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記微粒子の平均粒径は、0.1〜1μmの範囲内にあることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記表層は、メラミン樹脂および/またはアクリル樹脂を含有する樹脂組成物よりなることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の電子写真機器用導電性ロール。
- 前記表層の厚みは、3〜10μmの範囲内にあることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の電子写真機器用導電性ロール。
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